光譜儀的工作原理和應用
光譜儀的工作原理,圖片來源wikipedia
光譜儀(Spectroscope)是將成分復雜的光,分解為光譜線的科學儀器,由棱鏡或衍射光柵等構成。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,或電腦化自動顯示數值儀器顯示和分析,從而測知物品中含有何種元素。光譜儀是應用光學原理,對物質的結構和成分進行觀測、分析和處理的基本設備,具有分析精度高、測量范圍大、速度快和樣品用量少等優點。因此,其廣泛應用于冶金、地質、石油化工、醫藥衛生、環境保護等部門。也是軍事偵察、宇宙探索、資源和水文勘測所必不可少的儀器。
又稱分光儀。以光電倍增管等光探測器在不同波長位置,測量譜線強度的裝置。其構造由一個入射狹縫,一個色散系統,一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,并在選定的波長上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。
將復色光分離成光譜的光學儀器。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。
光譜儀的工作原理
根據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典光譜儀;另一類是基于調制原理分光的新型光譜儀。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。
光源和照明系統可以是研究的對象,也可以作為研究的工具照射被研究的物質。一般來說,在研究物質的發射光譜如氣體火焰、交直流電弧以及電火花等激發試樣時,光源就是研究的對象;而在研究吸收光譜、拉曼光譜或熒光光譜時,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)。
光譜儀的應用
光譜儀應用很廣,在工業(如:汽車、鍍膜、、食品、造紙、半導體工業、顏色混合及匹配、薄膜厚度測量、氧濃度傳感器和真空室鍍膜過程監控等。)農業、天文、生物、化學、色度計量、環境檢測、拉曼光譜、成分檢測、生物醫學應用、熒光測量、寶石成分檢測、LED測量、發射光譜測量、紫外/可見吸收光譜測量、顏色測量等領域。