在日常生活中,我們接觸到的光譜儀并不多,很多人可能對(duì)光譜儀一無所知。以下內(nèi)容了解一下光譜儀的工作原理。
光譜儀也叫分光計(jì),廣泛用于認(rèn)知的直讀光譜儀器。用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)度的儀器。該系統(tǒng)包括入射狹縫、色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)出射狹縫。利用色散元件將輻射源的電磁輻射從所需的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍中分離出來,并對(duì)所選擇的波長(zhǎng)(或掃描一個(gè)波段)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定。有單色器和多色器兩種。
光譜儀器是一種科學(xué)儀器,它把復(fù)雜的光分解成分光線,由棱鏡或衍射光柵等組成,用光譜儀可以測(cè)量物體表面反射的光線。太陽七色光是肉眼可以分離的部分(可見光),但是,如果通過光譜儀把陽光分解,按波長(zhǎng)排列,可見光在光譜中只占很小的范圍,其余都是肉眼無法分辨的光譜,如紅外、微波、紫外線、X射線等。利用分光儀對(duì)光信息的抓取、用照相顯影、或計(jì)算機(jī)自動(dòng)顯示數(shù)字儀器的顯示和分析,這樣就可以測(cè)定物體中含有什么元素。該技術(shù)在空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬行業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
用來分離復(fù)色光的光學(xué)儀器。分光計(jì)種類很多,除了可見光波段所用的分光計(jì)外,還有IR、UV等。根據(jù)色散元件的不同可以分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀、干涉光譜儀等。根據(jù)檢測(cè)方法分:直接用眼觀察的分光鏡、感光片攝譜儀、用光電或熱電元件檢測(cè)光譜的分光光度計(jì)等。單色測(cè)試儀是單色譜線通過狹縫輸出的光譜儀器,常與其它分析儀器配合使用。
三棱鏡色譜儀的基本結(jié)構(gòu)。光敏片位于鏡頭L的物方焦平面內(nèi),與棱鏡主截面垂直,感光片置于鏡頭L的像方焦平面內(nèi)。利用光源對(duì)狹縫S,S像在光片上變成了光譜線,由于棱鏡的色散作用,不同波長(zhǎng)的譜線彼此分開,就會(huì)進(jìn)入射的光譜。棱鏡可以觀察到的光譜范圍取決于棱鏡等光學(xué)元件對(duì)光譜的吸收。常規(guī)的光學(xué)玻璃只能用于可見光波段,用石英可以延伸到紫外區(qū),紅外區(qū)一般采用氯化鈉、溴化鉀、氟化鈣等晶體。一般采用的反射式光柵光譜儀,其光譜范圍取決于光柵條紋的設(shè)計(jì),光譜范圍很廣。
其基本特性是光譜范圍、色散率、帶寬和分辨能力等參數(shù)。本文介紹了一種基于干涉原理設(shè)計(jì)的頻譜分析儀,包括法布里-珀羅干涉儀、傅立葉變換分光光度計(jì),它是分析光譜儀精細(xì)結(jié)構(gòu)的常用方法。
按照現(xiàn)代光譜儀器的工作原理,分光計(jì)可分為兩類:經(jīng)典分光計(jì)和新型分光計(jì)。傳統(tǒng)光譜儀是根據(jù)空間色散原理建立起來的儀器,新型光譜儀是根據(jù)調(diào)制原理建立起來的。傳統(tǒng)的光譜儀都是狹縫光譜儀。調(diào)制譜為空間分光,采用圓孔進(jìn)光。
光譜儀器按色散元件的分光原理分為棱鏡光譜儀、衍射光柵光譜儀和干涉光譜儀。OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是近十幾年來出現(xiàn)的一種新型的利用光子探測(cè)器(CCD)及計(jì)算機(jī)控制的光譜儀器,它集信息采集、處理、存儲(chǔ)等功能于一體。因?yàn)镺MA不再使用感光膠乳,避免或省去暗室處理及其后一系列繁瑣的處理、測(cè)量工作,使得傳統(tǒng)的光譜學(xué)技術(shù)有了根本性的改變。極大的改善了工作環(huán)境,提高了工作效率;采用OMA分析法,測(cè)定準(zhǔn)確、快速、方便、靈敏度高、響應(yīng)速度快,頻譜分辨率高,測(cè)量結(jié)果可立即通過顯示器或由打印機(jī)、繪圖儀直接讀取。該方法已廣泛用于幾乎所有的光譜測(cè)量、分析和研究工作中,尤其適合于微弱、瞬變信號(hào)的檢測(cè)。http://www.oaimchem.com/