一、光譜儀是干什么用的
光譜儀又稱分(fen)(fen)光(guang)儀,廣(guang)泛為(wei)人(ren)知的為(wei)直讀光(guang)譜(pu)儀。以(yi)光(guang)電(dian)倍增(zeng)管(guan)等(deng)光(guang)探測器測量譜(pu)線不同波長(chang)(chang)位(wei)置(zhi)強(qiang)度的裝置(zhi)。它(ta)由(you)一(yi)(yi)個(ge)入射(she)狹(xia)(xia)縫,一(yi)(yi)個(ge)色(se)(se)散系統,一(yi)(yi)個(ge)成(cheng)像系統和一(yi)(yi)個(ge)或多個(ge)出(chu)射(she)狹(xia)(xia)縫組成(cheng)。以(yi)色(se)(se)散元(yuan)件將輻射(she)源的電(dian)磁輻射(she)分(fen)(fen)離出(chu)所需要的波長(chang)(chang)或波長(chang)(chang)區域(yu),并(bing)在選定(ding)的波長(chang)(chang)上(或掃描某一(yi)(yi)波段)進行強(qiang)度測定(ding)。分(fen)(fen)為(wei)單色(se)(se)儀和多色(se)(se)儀兩種。
二、光譜儀的原理
根(gen)據光(guang)譜(pu)學理(li)論,所有(you)物質(zhi)的(de)原子或分子受到(dao)激勵時既能發射一(yi)定波(bo)(bo)(bo)長的(de)電(dian)磁波(bo)(bo)(bo),也能吸收這一(yi)波(bo)(bo)(bo)長的(de)電(dian)磁波(bo)(bo)(bo)。當一(yi)束(shu)白光(guang)通過棱鏡(jing)或光(guang)柵時,就被分散(san)成一(yi)系列不同(tong)波(bo)(bo)(bo)長的(de)色帶——光(guang)譜(pu),這就是色散(san)現象。
光(guang)(guang)(guang)譜儀器主要由(you)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)、單色器和探(tan)測器組成。發(fa)射(she)光(guang)(guang)(guang)譜儀器最常用(yong)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)是(shi)使樣品激發(fa)出的(de)(de)電火(huo)花、交直(zhi)流(liu)電弧、感應耦(ou)合等(deng)離子體和激光(guang)(guang)(guang)等(deng)。吸收光(guang)(guang)(guang)譜儀器的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)主要采用(yong)各種(zhong)(zhong)紫外(wai)、可見或(huo)紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)或(huo)能(neng)發(fa)射(she)某一元素所特有(you)譜線的(de)(de)空(kong)心陰極燈(deng)(deng)(由(you)矩形脈沖供電)。已有(you)70余(yu)種(zhong)(zhong)元素和30多種(zhong)(zhong)復合元素的(de)(de)空(kong)心陰極燈(deng)(deng),可在很短時(shi)間內變換元素燈(deng)(deng)或(huo)調(diao)節燈(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)強度。
單色(se)器由分(fen)(fen)光(guang)(guang)元件(jian)和狹(xia)縫組成(cheng),它的作(zuo)用(yong)是將光(guang)(guang)波按(an)波長分(fen)(fen)散(san)開(kai)來,又稱(cheng)分(fen)(fen)光(guang)(guang)器或(huo)單色(se)儀,過去(qu)用(yong)棱(leng)鏡(jing)分(fen)(fen)光(guang)(guang),新型(xing)儀器已大多改用(yong)光(guang)(guang)柵(zha),故光(guang)(guang)譜(pu)儀器又分(fen)(fen)為(wei)光(guang)(guang)柵(zha)光(guang)(guang)譜(pu)儀或(huo)棱(leng)鏡(jing)光(guang)(guang)譜(pu)儀。棱(leng)鏡(jing)光(guang)(guang)譜(pu)儀在(zai)紫外波段(duan)有較大的色(se)散(san)率,常用(yong)于堿(jian)金(jin)屬、稀土(tu)元素和礦物分(fen)(fen)析。光(guang)(guang)柵(zha)按(an)制造工藝可(ke)分(fen)(fen)為(wei)刻劃光(guang)(guang)柵(zha)和全息光(guang)(guang)柵(zha),按(an)工作(zuo)表面幾何形(xing)狀可(ke)分(fen)(fen)為(wei)平面光(guang)(guang)柵(zha)和凹面光(guang)(guang)柵(zha)等(deng)。為(wei)了提高儀器的分(fen)(fen)辨本領和信(xin)噪比,可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)更密的光(guang)(guang)柵(zha)刻線或(huo)用(yong)幾塊光(guang)(guang)柵(zha)組合成(cheng)單色(se)器。
探測(ce)(ce)器的(de)作用(yong)是探測(ce)(ce)、顯示或(huo)記錄各(ge)譜線的(de)位置和(he)強度(du)。在攝譜儀(yi)中(zhong)采(cai)用(yong)感光(guang)(guang)(guang)板(ban)記錄,然后(hou)(hou)再用(yong)光(guang)(guang)(guang)譜投影儀(yi)和(he)測(ce)(ce)微光(guang)(guang)(guang)度(du)計測(ce)(ce)量。光(guang)(guang)(guang)量計和(he)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)計都用(yong)光(guang)(guang)(guang)電器件(如(ru)光(guang)(guang)(guang)電倍增管)或(huo)熱電器件(如(ru)熱電偶等(deng))作檢測(ce)(ce)元(yuan)件,經光(guang)(guang)(guang)電變換(huan)放大后(hou)(hou)用(yong)檢流計顯示或(huo)用(yong)計算機處理。
三、光譜儀的應用
光譜儀應(ying)用(yong)很廣,在農業、天文、汽車、生物、化學、鍍膜、色度計量(liang)、環(huan)境檢(jian)(jian)測(ce)、薄(bo)(bo)膜工業、食品(pin)、印刷、造紙、拉(la)曼光(guang)譜(pu)、半導體工業、成分檢(jian)(jian)測(ce)、顏色混合及匹配(pei)、生物醫學應(ying)用(yong)、熒光(guang)測(ce)量(liang)、寶石成分檢(jian)(jian)測(ce)、氧濃度傳感(gan)器、真(zhen)空室鍍膜過程監(jian)控、薄(bo)(bo)膜厚度測(ce)量(liang)、LED測(ce)量(liang)、發射光(guang)譜(pu)測(ce)量(liang)、紫(zi)外/可見吸收光(guang)譜(pu)測(ce)量(liang)、顏色測(ce)量(liang)等領(ling)域應(ying)用(yong)廣泛。