光谱仪的工作原理
发布时间:2021-09-23 来源: 作者:

在日常生活中,我们接触到的光谱仪并不多,很多人可能对光谱仪一无所知。以下内容了解一下光谱仪的工作原理。


光谱仪也叫分光计,广泛用于认知的直读光谱仪器。用光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的仪器。该系统包括入射狭缝、色散系统、成像系统和一个或多个出射狭缝。利用色散元件将辐射源的电磁辐射从所需的波长或波长范围中分离出来,并对所选择的波长(或扫描一个波段)进行强度测定。有单色器和多色器两种。


光谱仪器是一种科学仪器,它把复杂的光分解成分光线,由棱镜或衍射光栅等组成,用光谱仪可以测量物体表面反射的光线。太阳七色光是肉眼可以分离的部分(可见光),但是,如果通过光谱仪把阳光分解,按波长排列,可见光在光谱中只占很小的范围,其余都是肉眼无法分辨的光谱,如红外、微波、紫外线、X射线等。利用分光仪对光信息的抓取、用照相显影、或计算机自动显示数字仪器的显示和分析,这样就可以测定物体中含有什么元素。该技术在空气污染、水污染、食品卫生、金属行业等领域得到了广泛的应用。


用来分离复色光的光学仪器。分光计种类很多,除了可见光波段所用的分光计外,还有IR、UV等。根据色散元件的不同可以分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪、干涉光谱仪等。根据检测方法分:直接用眼观察的分光镜、感光片摄谱仪、用光电或热电元件检测光谱的分光光度计等。单色测试仪是单色谱线通过狭缝输出的光谱仪器,常与其它分析仪器配合使用。


三棱镜色谱仪的基本结构。光敏片位于镜头L的物方焦平面内,与棱镜主截面垂直,感光片置于镜头L的像方焦平面内。利用光源对狭缝S,S像在光片上变成了光谱线,由于棱镜的色散作用,不同波长的谱线彼此分开,就会进入射的光谱。棱镜可以观察到的光谱范围取决于棱镜等光学元件对光谱的吸收。常规的光学玻璃只能用于可见光波段,用石英可以延伸到紫外区,红外区一般采用氯化钠、溴化钾、氟化钙等晶体。一般采用的反射式光栅光谱仪,其光谱范围取决于光栅条纹的设计,光谱范围很广。


其基本特性是光谱范围、色散率、带宽和分辨能力等参数。本文介绍了一种基于干涉原理设计的频谱分析仪,包括法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换分光光度计,它是分析光谱仪精细结构的常用方法。


按照现代光谱仪器的工作原理,分光计可分为两类:经典分光计和新型分光计。传统光谱仪是根据空间色散原理建立起来的仪器,新型光谱仪是根据调制原理建立起来的。传统的光谱仪都是狭缝光谱仪。调制谱为空间分光,采用圆孔进光。


光谱仪器按色散元件的分光原理分为棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是近十几年来出现的一种新型的利用光子探测器(CCD)及计算机控制的光谱仪器,它集信息采集、处理、存储等功能于一体。因为OMA不再使用感光胶乳,避免或省去暗室处理及其后一系列繁琐的处理、测量工作,使得传统的光谱学技术有了根本性的改变。极大的改善了工作环境,提高了工作效率;采用OMA分析法,测定准确、快速、方便、灵敏度高、响应速度快,频谱分辨率高,测量结果可立即通过显示器或由打印机、绘图仪直接读取。该方法已广泛用于几乎所有的光谱测量、分析和研究工作中,尤其适合于微弱、瞬变信号的检测。https://www.metalreader.cn/