光谱仪又称分光仪,广泛为人知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。

1.光谱仪工作原理

根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器。经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器。调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光。

光谱仪工作原理

2.光谱仪组成结构

1、入射狭缝:在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点。

2、准直元件:使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上,如凹面光栅光谱仪中的凹面光栅。

3、色散元件:通常采用光栅,使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。

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狭缝的像,其中每一像点对应于一特定波长。

5、探测器阵列:放置于焦平面,用于测量各波长像点的光强度。该探测器阵列可以是CCD阵列或其它种类的光探测器阵列。

光谱仪组成结构

3.光谱仪分类

光谱仪的种类很多,分类方法也很多,根据光谱仪所采用的分解光谱的原理,可以将其分成两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪是建立在空间色散(分光)原理上的仪器;新型光谱仪是建立在调制原理上的仪器,故又称为调制光谱仪。经典光谱仪依据其色散原理可将仪器分为:棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪、干涉光谱仪。

光谱仪分类

4.光谱仪的应用

光谱仪应用很广,在农业、天文、汽车、生物、化学、镀膜、色度计量、环境检测、薄膜工业、食品、印刷、造纸、拉曼光谱、半导体工业、成分检测、颜色混合及匹配、生物医学应用、荧光测量、宝石成分检测、氧浓度传感器、真空室镀膜过程监控、薄膜厚度测量、LED测量、发射光谱测量、紫外/可见吸收光谱测量、颜色测量等领域应用广泛。

光谱仪的应用