光譜儀又稱分光儀,廣泛為認(rèn)知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測(cè)器測(cè)量譜線不同波長(zhǎng)位置強(qiáng)度的裝置。它由一個(gè)入射狹縫,一個(gè)色散系統(tǒng),一個(gè)成像系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)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(zhǎng)或波長(zhǎng)區(qū)域,并在選定的波長(zhǎng)上(或掃描某一波段)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。分為單色儀和多色儀兩種。
一臺(tái)典型的光譜儀主要由一個(gè)光學(xué)平臺(tái)和一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)組成。包括以下幾個(gè)主要部分:
1、入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn);
2、準(zhǔn)直元件: 使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上,如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵;
3、色散元件: 通常采用光柵,使光信號(hào)在空間上按波長(zhǎng)分散成為多條光束;
4、聚焦元件: 聚焦色散后的光束,使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像,其中每一像點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng);
5、探測(cè)器陣列:放置于焦平面,用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測(cè)器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測(cè)器陣列。
什么是光譜儀:
光譜儀是將復(fù)色分解為光譜并進(jìn)行記錄的精密光學(xué)儀器。在可見光和紫外光區(qū)域,過去常用照像法記錄光譜,所以亦稱攝譜儀。在紅外區(qū)域,一般用光敏或熱敏元件逐點(diǎn)記錄,故有紅外分光的名稱。現(xiàn)在在各個(gè)波段均有采用光電接收和記錄的方法,比較直接、靈敏,這類儀器稱為“光電直讀光譜儀”。光譜儀是上述各類儀器的總稱。
光譜儀的透射測(cè)定:
1、光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來測(cè)定。在可見和近紫外實(shí)現(xiàn)這些測(cè)量沒有任何困難。測(cè)量通過個(gè)單色儀的光通量,緊接著測(cè)量通過兩個(gè)單色儀的光通量,以這種方式來確定第二個(gè)單色儀的透射率;
2、測(cè)量需要知道單色儀的透射率:對(duì)于相對(duì)測(cè)量,以各種波長(zhǎng)處的相對(duì)單位可以測(cè)量透射率。真空紫外線的這些測(cè)量有相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)困難,因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況別測(cè)量衍射光柵的效率。在許多實(shí)驗(yàn)步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難;
3、曾經(jīng)研究過光柵效率與波長(zhǎng)、入射角、鍍層厚度、鍍層材料以及其它因素的關(guān)系。所有這些測(cè)量都指出,在許多情況下能量損失是非常顯著的,并且光柵的效率低于1%,光柵的不同部分可能有明顯不同的效率。