光譜儀

光譜儀( Spectroscope)是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器，由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成，利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分(可見光)，但若通過光譜儀將陽光分解，按波長排列，可見光只占光譜中很小的范圍，其余都是肉眼無法分辨的光譜，如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動(dòng)顯示數(shù)值儀器顯示和分析，從而測知物品中含有何種元素。這種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬工業(yè)等的檢測中。

將復(fù)色光分離成光譜的光學(xué)儀器。光譜儀有多種類型，除在可見光波段使用的光譜儀外，還有紅外光譜儀和紫外光譜儀。按色散元件的不同可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀等。按探測方法分，有直接用眼觀察的分光鏡，用感光片記錄的攝譜儀，以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計(jì)等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器，常與其他分析儀器配合使用。

光譜儀構(gòu)成

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)對應(yīng)于一特定波長。

5. 探測器陣列：放置于焦平面，用于測量各波長像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列。

光譜儀的透射測定

光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來測定。在可見和近紫外實(shí)現(xiàn)這些測量沒有任何困難。測量通過第i一個(gè)單色儀的光通量，緊接著測量通過兩個(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。

絕i對測量需要知道單色儀的絕i對透射率：對于相對測量，以各種波長處的相對單位可以測量透射率。真空紫外線的這些測量有相當(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下分別測量衍射光柵的效率。在許多實(shí)驗(yàn)步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難。

曾經(jīng)研究過光柵效率與波長、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。