光譜儀器的作用如其命名一樣，通過(guò)光譜儀器，我們能夠?qū)庾V信息進(jìn)行測(cè)量和研究。為增進(jìn)大家對(duì)光譜儀器的認(rèn)識(shí)，本文將基于3點(diǎn)介紹光譜儀器：1.光譜儀器分類、2.光譜儀器的構(gòu)成、3.光譜儀器的原理。如果你對(duì)光譜儀器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是光譜儀器

光譜儀器是進(jìn)行光譜研究和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，利用光學(xué)色散原理及現(xiàn)代先進(jìn)電子技術(shù)設(shè)計(jì)的光電儀器。它的基本作用是測(cè)量被研究光(所研究物質(zhì)反射、吸收、散射或受激發(fā)的熒光等)的光譜特性，包括波長(zhǎng)、強(qiáng)度等譜線特征。因此，光譜儀器應(yīng)具有以下功能：

(1)分光：把被研究光按一定波長(zhǎng)或波數(shù)的發(fā)布規(guī)律在一定空間內(nèi)分開(kāi)。

(2)感光：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，相應(yīng)測(cè)量出各波長(zhǎng)光的強(qiáng)度，得到光能量按波長(zhǎng)的發(fā)布規(guī)律。

(3)繪譜線圖：把分開(kāi)的光波及其強(qiáng)度按波長(zhǎng)或波數(shù)的發(fā)布規(guī)律記錄保存或顯示對(duì)應(yīng)光譜圖。

要具備上述功能，一般光譜儀器都可分成四部分組成：光源和照明系統(tǒng)，分光系統(tǒng)，探測(cè)接收系統(tǒng)和傳輸存儲(chǔ)顯示系統(tǒng)。

根據(jù)光譜儀器的工作原理可以分成兩大類：一類是基于空間色散和干涉分光的經(jīng)典光譜儀;另一類是基于調(diào)制原理分光的新型光譜儀。

光譜儀器有哪幾種_光譜儀器構(gòu)成及分類_光譜儀器的原理

光源和照明系統(tǒng)可以是研究的對(duì)象，也可以作為研究的工具照射被研究的物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，在研究物質(zhì)的發(fā)射光譜如氣體火焰、交直流電弧以及電火花等激發(fā)試樣時(shí)，光源就是研究的對(duì)象;而在研究吸收光譜、拉曼光譜或熒光光譜時(shí)，光源則作為照明工具(如汞燈、紅外干燥燈、烏燈、氙燈、LED、激光器等等)。為了盡可能多地會(huì)聚光源照射的光強(qiáng)度，并傳遞給后面的分光系統(tǒng)，就需要專門(mén)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)。

分光系統(tǒng)是任何光譜儀的核心部分，它一般是由準(zhǔn)直系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)三部分組成，主要作用是將照射來(lái)的光在一定空間內(nèi)按照一定波長(zhǎng)規(guī)律分開(kāi)。準(zhǔn)直系統(tǒng)一般由入射狹縫和準(zhǔn)直物鏡組成，入射狹縫位于準(zhǔn)直物鏡的焦平面上。光源和照明系統(tǒng)發(fā)出的光通過(guò)狹縫照射到準(zhǔn)直物鏡，變成平行光束投射到色散系統(tǒng)上。色散系統(tǒng)的作用是將入射的單束復(fù)合光分解為多束單色光。多束單色光經(jīng)過(guò)成像物鏡按照波長(zhǎng)的順序成像在透鏡焦平面上;這樣，單束的復(fù)合光經(jīng)過(guò)分光系統(tǒng)后成功變成了多束單色光的像。目前主要的色散系統(tǒng)主要有物質(zhì)色散(如棱鏡)、多縫衍射(如光柵)和多光束干涉(如干涉儀)。

探測(cè)接收系統(tǒng)的作用是將成像系統(tǒng)焦平面上接收的光譜能量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，并測(cè)量出對(duì)應(yīng)光譜組成部分的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，從而獲得被研究物質(zhì)的特性參數(shù)如物質(zhì)的組成成分及其含量以及物質(zhì)的溫度、星體的運(yùn)動(dòng)速度等等。目前光譜儀器的接收系統(tǒng)可以分為目視系統(tǒng)、攝譜系統(tǒng)和光電系統(tǒng)。經(jīng)典光譜儀器根據(jù)設(shè)計(jì)需要可以選擇其中一種，但干涉調(diào)制光譜儀器只能采用光電接收系統(tǒng)。

傳輸存儲(chǔ)顯示系統(tǒng)是將探測(cè)接收系統(tǒng)測(cè)量出來(lái)的電信號(hào)經(jīng)過(guò)初步處理后存儲(chǔ)或通過(guò)高速傳輸接口上傳給上位機(jī)，在上位機(jī)上對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理及顯示等。

二、光譜儀器有哪幾種_光譜儀器構(gòu)成及分類

(一)構(gòu)成

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：

光譜儀一般都包括入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件(光柵或棱鏡)、聚焦光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器。

1、入射狹縫：將入射的光學(xué)信號(hào)構(gòu)建成一個(gè)明確的物像;

2、準(zhǔn)直部分：使光學(xué)信號(hào)的光線平行。該準(zhǔn)直器可以為透鏡、反射鏡、或色散元件的部分功能，如在凹面光柵光譜儀中的凹面光柵的部分功能;

3、色散部分：通常采用光柵，在空間上進(jìn)將平行光行色散;

4、聚焦部分：收集色散的光學(xué)信號(hào)，使得大部分入射狹縫的單色影像聚焦于焦平面;

5、陣列檢測(cè)器：放置于焦平面，從而檢測(cè)大部分單色影像的光強(qiáng)度。該檢測(cè)器可以是CCD陣列或其它的光檢測(cè)陣列。

(二)分類

根據(jù)工作原理分為棱鏡光譜儀、衍射光柵光譜儀、干涉光譜儀。

根據(jù)接收和記錄光譜的方法可以分為看譜儀、攝譜儀、光電光譜儀。

根據(jù)所能工作的光譜范圍分為真空紫外光譜儀、紫外光譜儀、可見(jiàn)光光譜儀、近紅外光譜儀、紅外光譜儀、遠(yuǎn)紅外光譜儀。

三、光譜儀器的原理

根據(jù)現(xiàn)代光譜儀器的工作原理，光譜儀可以分為兩大類：經(jīng)典光譜儀和新型光譜儀。經(jīng)典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀器;新型光譜儀器是建立在調(diào)制原理上的儀器。經(jīng)典光譜儀器都是狹縫光譜儀器。調(diào)制光譜儀是非空間分光的，它采用圓孔進(jìn)光。

根據(jù)色散組件的分光原理，光譜儀器可分為：棱鏡光譜儀，衍射光柵光譜儀和干涉光譜儀。光學(xué)多道分析儀OMA (OpTIcal MulTI-channel Analyzer)是近十幾年出現(xiàn)的采用光子探測(cè)器(CCD)和計(jì)算機(jī)控制的新型光譜分析儀器，它集信息采集，處理，存儲(chǔ)諸功能于一體。由于OMA不再使用感光乳膠，避免和省去了暗室處理以及之后的一系列繁瑣處理，測(cè)量工作，使傳統(tǒng)的光譜技術(shù)發(fā)生了根本的改變，大大改善了工作條件，提高了工作效率;使用OMA分析光譜，測(cè)量準(zhǔn)確迅速，方便，且靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間快，光譜分辨率高，測(cè)量結(jié)果可立即從顯示屏上讀出或由打印機(jī)，繪圖儀輸出。它己被廣泛使用于幾乎所有的光譜測(cè)量，分析及研究工作中，特別適應(yīng)于對(duì)微弱信號(hào)，瞬變信號(hào)的檢測(cè)。

以上便是此次小編帶來(lái)的“光譜儀器”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)光譜儀器相關(guān)知識(shí)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!