光譜儀的作用是什么？

為了更加(jia)精準的(de)檢測(ce)光(guang)源(yuan)的(de)性質，我們就需(xu)要用到專業的(de)光(guang)譜儀。那么(me)光(guang)譜儀的(de)原理是什么(me)？有哪些作用呢？下文(wen)就為大家簡單的(de)介紹一下！

光譜儀作用(yong)是(shi)什么(me)？

光(guang)(guang)譜儀又(you)稱分(fen)光(guang)(guang)儀，廣泛(fan)為認(ren)知的為直讀光(guang)(guang)譜儀。以光(guang)(guang)電倍增管等光(guang)(guang)探測器(qi)測量譜線不同波(bo)長(chang)位置強(qiang)度的裝置。它由一(yi)(yi)個入射(she)(she)狹(xia)縫，一(yi)(yi)個色散系統，一(yi)(yi)個成(cheng)像系統和一(yi)(yi)個或多(duo)個出射(she)(she)狹(xia)縫組(zu)成(cheng)。以色散元(yuan)件將輻(fu)射(she)(she)源的電磁輻(fu)射(she)(she)分(fen)離出所(suo)需要(yao)的波(bo)長(chang)或波(bo)長(chang)區域，并在選定(ding)的波(bo)長(chang)上（或掃描某(mou)一(yi)(yi)波(bo)段）進行強(qiang)度測定(ding)。分(fen)為單色儀和多(duo)色儀兩種。

光譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(Analyse)方法(fa)(method)作(zuo)為(wei)一(yi)種重要的(de)(de)分(fen)析手(shou)段，在(zai)科(ke)研、生(sheng)產(Produce)、質(zhi)控等(deng)方面都發揮著極大的(de)(de)作(zuo)用。無論是穿透吸收（xīshōu）光譜(pu)(pu)(pu)，還是熒(ying)光（fluorescence）光譜(pu)(pu)(pu)，拉(la)曼(man)光譜(pu)(pu)(pu)，獲得單波長輻射(Radiation)是不可(ke)缺少的(de)(de)手(shou)段。由于現代單色儀(yi)可(ke)具(ju)有很(hen)寬(kuan)的(de)(de)光譜(pu)(pu)(pu)范圍，高(gao)光譜(pu)(pu)(pu)分(fen)辨(bian)率，自(zi)動(dong)(dong)波長掃(sao)描，完整電(dian)腦(nao)控制功(gong)能，極易和其它周邊設(she)備(shèbèi)配合為(wei)高(gao)性能自(zi)動(dong)(dong)測(ce)試（TestMeasure)系(xi)統，使用電(dian)腦(nao)自(zi)動(dong)(dong)掃(sao)描多光柵光譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)已成為(wei)光譜(pu)(pu)(pu)研究（research)的(de)(de)首選(xuan)。

光(guang)譜儀的原理：

當一束復合光(guang)(guang)線進入單色儀的入射(she)狹(xia)縫，首先由光(guang)(guang)學準(zhun)直鏡匯聚成(cheng)平(ping)行光(guang)(guang)，再(zai)通過衍射(she)光(guang)(guang)柵色散為分開的波長（顏色）。利用每個(ge)波長離(li)開光(guang)(guang)柵的角度不同(tong)，由聚焦反射(she)鏡再(zai)成(cheng)像出(chu)射(she)狹(xia)縫。通過電(dian)腦控制可精確地(di)改變出(chu)射(she)波長。

1、基本結構(gou)(gou)如圖所示。它由入射(she)狹縫S1、準直球(qiu)面反射(she)鏡(jing)M1、光柵G、聚焦球(qiu)面反射(she)鏡(jing)M2，物鏡(jing)M3以及輸出狹縫S2構(gou)(gou)成。

M1反(fan)射鏡(jing)、M2準光(guang)鏡(jing)、M3物鏡(jing)、G平面衍(yan)射光(guang)柵(zha)S1入射狹縫、S2光(guang)電倍增管接收、S3CCD接收。

復色(se)(se)入(ru)射光(guang)進入(ru)狹縫S1后，經M2變成(cheng)復色(se)(se)平(ping)行(xing)光(guang)照射到光(guang)柵G上，經光(guang)柵色(se)(se)散(san)后，形成(cheng)不同波長的(de)平(ping)行(xing)光(guang)束并以不同的(de)衍射角度出射，M2將(jiang)照射到它上面(mian)的(de)某(mou)一波長的(de)光(guang)聚焦在出射狹縫S2上，再由S2后面(mian)的(de)電光(guang)探測器記(ji)錄該波長的(de)光(guang)強度。

光(guang)譜儀(yi)對光(guang)源(yuan)有什么要求？

一般我們經常用(yong)到的光譜(pu)儀測試所需配備的光源主(zhu)要(yao)分(fen)這幾(ji)種：氘燈、鎢燈、氙燈、汞燈、LED。

1、氘燈，D2 lamp, Deuterium Lamp – 低壓氣(qi)體放電光(guang)源

直流電弧使得氘氣（D2）放電。高電壓、熱光(guang)源。發射(she)波(bo)長(chang)范圍110-900 nm。通常采用(yong)的是190-400nm的波(bo)段，因為在(zai)這一波(bo)段氘燈的發射(she)光(guang)譜(pu)比較平滑連(lian)續，沒有銳(rui)線譜(pu)。在(zai)500，600，650nm處(chu)有強烈的銳(rui)線發射(she)，因此可見光(guang)區這一波(bo)段不(bu)宜選(xuan)作光(guang)譜(pu)儀光(guang)源。

2、鎢燈，tungsten lamp。利用鎢絲的熱(re)發射(she)發光。

 為(wei)防止鎢絲的(de)(de)氧(yang)化和蒸發(fa)，最初(chu)將燈泡(pao)內(nei)抽真空，后來充(chong)入惰性氣體。此(ci)后發(fa)現若(ruo)充(chong)入少(shao)量鹵(lu)素（如碘(dian)、溴）可以(yi)通過鹵(lu)-鎢循(xun)環(huan)很(hen)大程度上改善鎢絲的(de)(de)老化。目前的(de)(de)鎢燈大多采用此(ci)結構(gou)，因此(ci)相應稱(cheng)為(wei)碘(dian)鎢燈、溴鎢燈或統稱(cheng)鹵(lu)鎢燈。發(fa)射波長為(wei)300nm - 2.5um的(de)(de)廣譜范圍。通常用于紫(zi)外(wai)-可見光譜儀的(de)(de)可見光區光源(yuan)。

3、氙燈，xenon lamp, or xenon arc lamp。Xe氣體電弧(hu)放電發光。

氙(xian)燈(deng)(deng)的(de)(de)發射光(guang)(guang)譜穩定(ding)，隨使用(yong)(yong)時(shi)間(jian)的(de)(de)延(yan)長(chang)改變較(jiao)小，且光(guang)(guang)譜分布與自然光(guang)(guang)較(jiao)為接(jie)近，波長(chang)范圍(wei)為300-1100nm。氙(xian)燈(deng)(deng)在(zai)紫外光(guang)(guang)區的(de)(de)發射強度較(jiao)低。因為氙(xian)燈(deng)(deng)發射光(guang)(guang)譜相對(dui)較(jiao)為平滑，沒有(you)太多強烈的(de)(de)銳(rui)線發射，因此較(jiao)為適用(yong)(yong)于以定(ding)量分析為目的(de)(de)的(de)(de)熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜儀。氙(xian)燈(deng)(deng)中所(suo)充氙(xian)氣氣壓大(da)致在(zai)40-60大(da)氣壓之間(jian)。使用(yong)(yong)壽命大(da)致在(zai)1500-2000小時(shi)。

4、高壓汞燈。Mercury lamp。汞蒸(zheng)氣電(dian)弧放電(dian)。

其發光(guang)強度較強，約為相同功率鹵(lu)鎢燈的幾(ji)十倍。有大量(liang)的銳線(xian)發射峰，在(zai)這些波長(chang)處的發射強度就更大。使用壽命較短(duan)，通(tong)常只(zhi)有200小時。

5、發(fa)光二極(ji)管(guan)。Light-emission diode, LED。半導體(ti)二極(ji)管(guan)，電子與空穴湮滅發(fa)光

單色性較上述(shu)白光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)好得多(duo)，可(ke)以(yi)根(gen)據應用需要選擇合適波長的LED光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。光(guang)(guang)譜帶寬通常(chang)是(shi)50nm左右。光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)穩定性優異，壽命可(ke)達數萬(wan)小時(shi)。

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