光谱仪简介解析

光谱仪简介一、光谱仪光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、质控等方面，都发挥着极大的作用。无论是穿透吸取光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，如何获得单波长辐射是不行缺少的手段。由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围UV-I，高光谱区分率〔到0.001n〕,自动波长扫描，完整的电脑掌握功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱争论的首选。当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜会聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长〔颜色。利用每个波长离开光栅的角度不同，由聚焦反射镜再成像出射狭缝。通过电脑掌握可准确地转变出射波长。光栅根底光栅作为重要的分光器件，它的选择与性能直接影响整个系统性能。为更好帮助各位使用者选择，在此做一简要介绍。光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属外表机械刻划而成；复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干预条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱区分率。如何选择光栅选择光栅主要考虑如下因素：1、闪耀波长，闪耀波长为光栅最大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在试验需要波长附近。照试验为可见光范围，可选择闪耀波长为500nm。2、光栅刻线，光栅刻线多少直接关系到光谱区分率，刻线多光谱区分率高，刻线少光谱掩盖范围宽，两者要依据试验敏捷选择。3、光栅效率，光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高，信号损失愈小。为提高此效率，除提高光栅制作工艺外，还承受特别镀膜，提高反射效率。光栅方程反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽，一系列平行刻槽的间隔与波长相当，光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽外表反射的辐射相互作用产生衍射和干预。对某波长，在大多数方1所示，光栅刻槽垂直辐射入射平面，辐射与光栅法线入射角为α，衍射角为β，衍射级次为m，d为刻槽间距，在下述条件下得到干预的极大值：Mλ=d〔sinα+sinβ〕定义φ为入射光线与衍射光线夹角的一半，即φ=(α-β)/2；θ为相对于零级光谱位置的光栅角，即θ=(α+β)/2,得到更便利的光栅方程：mλ=2dcosφsinθ从该光栅方程可看出：对一给定方向β，可以有几个波长与级次m相对应λ600nm300nm二级辐射、200nm衍射级次m对一样级次的多波长在不同的β分布开。含多波长的辐射方向固定，旋转光栅，转变α，则在α+β不变的方向得到不同的波长。光栅单色仪重要参数：区分率光栅单色仪的区分率R是分开两条接近谱线力量的度量，依据罗兰判据为：R=λ/Δλ光栅光谱仪中有实际意义的定义是测量单个谱线的半高宽(FWHM系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。R∝M·F/WM-光栅线数F-谱仪焦距W-狭缝宽度。色散光栅光谱仪的色散打算其分开波长的力量。光谱仪的倒线色散可计算得到：沿单色仪的焦平面转变距χλΔλ/Δχ=dcosβ/mFd、β、Fm21200l/mm光栅色散的中间值〔435.8nm〕时的倒线色散。带宽带宽是无视光学像差、衍射、扫描方法、探测器像素宽度、狭缝高度和照明均匀性等，在给定波长，从光谱仪输出的波长宽度。它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。例如，单色仪狭缝为0.2mm，光栅倒线色散2.7nm/mm2.7×0.2=0.54nm。波长精度、重复性和准确度波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级，单位为nm。通常，波长精度随波长变化。波长重复性是光谱仪返回原波长的力量。这表达了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。卓立汉光的光谱仪的波长驱动和机械稳定性极佳，其重复性超过了波长精度。波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。每台单色仪都要在很多波长检查波长准确度。F/#F/#定义为光谱仪准直凹面反射镜的直径与焦距的比值。光通过效率与F/#的平方成反比，F/#愈小，光通过率愈高。二、光谱仪的分类光谱仪器的种类很多，分类方法也很多，他与分类者的动身点有关。依据光谱仪所承受的分解光谱的工作原理，它可以分为经典光谱仪和型光谱仪。经典光谱仪依据其色散原理可将仪器分为：①棱镜光谱仪；②衍射光栅光谱仪；③干预光谱仪。依据接收和记录光谱的方法不同，光谱仪器可分为：①看谱仪；②摄谱仪；③光电光谱仪。依据光谱仪所能正常工作的正常范围，光谱仪器可分为：①真空紫外光谱仪；②紫外光谱仪；③可见光光谱仪；④近红外光谱仪；⑤红外光谱仪；⑥远红外光谱仪。依据以其功能及构造特点，光谱仪器也可以分为以下类型：①单色仪；②放射光谱仪；③吸取光谱仪；④荧光光谱仪；⑤调制光谱仪。还有其他一些光谱仪，例如相关光谱仪，色度仪，成像光谱仪等等。三、光谱仪原理及适用范围由于光谱仪的类型包括很多种，在此也不好一一介绍，就简洁的介绍几种类型的光谱仪。原子荧光光谱仪型原子荧光光谱仪，包括原子化器和光电倍增管以及位于原子化器和光电倍增管之间的短焦不等距光路系统，该光路系统由透镜室及其前盖和位于透镜室中的透镜及透镜后部的定位圈组成，原子化器位于透镜的前焦点上，透镜室的后部与光电倍增管外罩通过螺纹连接在一起，并将光电倍增管固定在透镜的后焦点以内的位置上，透镜室设有固定圈，透镜室通过固定圈固定安装在镜架板上。型原子荧光光谱仪的优点在于：减小了原子化器与光电倍增管之间的距离，增大了原子荧光信号接收的立体角，接收到较强的原子荧光信号，削减了原子荧光光谱仪的荧光猝灭现象。原子吸取光谱仪原子吸取是指呈气态的原子对由同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸取现象。在肯定频率的外部辐射光能激发下，原子的外层电子由一个较低能态跃迁到一个较高能态，此过程产生的光谱就是原子吸取光谱。原子吸取光谱仪是由光源、原子化系统、分光系统和检测系统组成。原子吸取光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸取光谱法可测到10-9g/ml数量级，石墨炉原子吸取法可测到10-13g/ml数量级。其氢化物发生器可对八种挥发性原素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进展微痕量测定。因原子吸取光谱仪的灵敏、准确、简便等特点，现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量原素分析。傅立叶红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪被称为第三代红外光谱仪，利用麦克尔逊干预仪将两束光程差按肯定速度变化的复色红外光相