光譜儀的作用是什么？

為了更加精準的檢測光源的性質(zhì)，我們就需要用到專業(yè)的光譜儀。那么光譜儀的原理是什么？有哪些作用呢？下文就為大家簡單的介紹一下！

光譜儀作用是什么？

光譜儀又稱分光儀，廣泛為認知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強度的裝置。它由一個入射狹縫，一個色散系統(tǒng)，一個成像系統(tǒng)和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區(qū)域，并在選定的波長上（或掃描某一波段）進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。

光譜分析(Analyse)方法(method)作為一種重要的分析手段，在科研、生產(chǎn)(Produce)、質(zhì)控等方面都發(fā)揮著極大的作用。無論是穿透吸收（xīshōu）光譜，還是熒光（fluorescence）光譜，拉曼光譜，獲得單波長輻射(Radiation)是不可缺少的手段。由于現(xiàn)代單色儀可具有很寬的光譜范圍，高光譜分辨率，自動波長掃描，完整電腦控制功能，極易和其它周邊設(shè)備(shèbèi)配合為高性能自動測試（TestMeasure)系統(tǒng)，使用電腦自動掃描多光柵光譜儀已成為光譜研究（research)的首選。

光譜儀的原理：

當一束復(fù)合光線進入單色儀的入射狹縫，首先由光學準直鏡匯聚成平行光，再通過衍射光柵色散為分開的波長（顏色）。利用每個波長離開光柵的角度不同，由聚焦反射鏡再成像出射狹縫。通過電腦控制可精確地改變出射波長。

1、基本結(jié)構(gòu)如圖所示。它由入射狹縫S1、準直球面反射鏡M1、光柵G、聚焦球面反射鏡M2，物鏡M3以及輸出狹縫S2構(gòu)成。

M1反射鏡、M2準光鏡、M3物鏡、G平面衍射光柵S1入射狹縫、S2光電倍增管接收、S3CCD接收。

復(fù)色入射光進入狹縫S1后，經(jīng)M2變成復(fù)色平行光照射到光柵G上，經(jīng)光柵色散后，形成不同波長的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2將照射到它上面的某一波長的光聚焦在出射狹縫S2上，再由S2后面的電光探測器記錄該波長的光強度。

光譜儀對光源有什么要求？

一般我們經(jīng)常用到的光譜儀測試所需配備的光源主要分這幾種：氘燈、鎢燈、氙燈、汞燈、LED。

1、氘燈，D2 lamp, Deuterium Lamp – 低壓氣體放電光源

直流電弧使得氘氣（D2）放電。高電壓、熱光源。發(fā)射波長范圍110-900 nm。通常采用的是190-400nm的波段，因為在這一波段氘燈的發(fā)射光譜比較平滑連續(xù)，沒有銳線譜。在500，600，650nm處有強烈的銳線發(fā)射，因此可見光區(qū)這一波段不宜選作光譜儀光源。

2、鎢燈，tungsten lamp。利用鎢絲的熱發(fā)射發(fā)光。

為防止鎢絲的氧化和蒸發(fā)，最初將燈泡內(nèi)抽真空，后來充入惰性氣體。此后發(fā)現(xiàn)若充入少量鹵素（如碘、溴）可以通過鹵-鎢循環(huán)很大程度上改善鎢絲的老化。目前的鎢燈大多采用此結(jié)構(gòu)，因此相應(yīng)稱為碘鎢燈、溴鎢燈或統(tǒng)稱鹵鎢燈。發(fā)射波長為300nm - 2.5um的廣譜范圍。通常用于紫外-可見光譜儀的可見光區(qū)光源。

3、氙燈，xenon lamp, or xenon arc lamp。Xe氣體電弧放電發(fā)光。

氙燈的發(fā)射光譜穩(wěn)定，隨使用時間的延長改變較小，且光譜分布與自然光較為接近，波長范圍為300-1100nm。氙燈在紫外光區(qū)的發(fā)射強度較低。因為氙燈發(fā)射光譜相對較為平滑，沒有太多強烈的銳線發(fā)射，因此較為適用于以定量分析為目的的熒光光譜儀。氙燈中所充氙氣氣壓大致在40-60大氣壓之間。使用壽命大致在1500-2000小時。

4、高壓汞燈。Mercury lamp。汞蒸氣電弧放電。

其發(fā)光強度較強，約為相同功率鹵鎢燈的幾十倍。有大量的銳線發(fā)射峰，在這些波長處的發(fā)射強度就更大。使用壽命較短，通常只有200小時。

5、發(fā)光二極管。Light-emission diode, LED。半導(dǎo)體二極管，電子與空穴湮滅發(fā)光

單色性較上述白光源好得多，可以根據(jù)應(yīng)用需要選擇合適波長的LED光源。光譜帶寬通常是50nm左右。光源穩(wěn)定性優(yōu)異，壽命可達數(shù)萬小時。

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