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光谱仪的原理及分类
核心提示：光谱仪的原理及分类
& & & 光谱仪是用来观察光源的光谱仪器。它将光源发射的电磁波分解为按一定次序排列的光谱。原子发射光谱分析根据接收光谱的方式不同，主要分为摄谱法和光电法，其中摄谱法目前应用较广。根据分光方式的不同，摄谱仪可分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪。
& & & &1.棱镜摄谱仪：
　　棱镜摄光谱仪的种类很多，根据棱镜色散能力大小的不同，可分为大、中、小型摄谱仪。根据所选用棱镜材料的不同，又可分为适用于可见光区的玻璃棱镜摄谱仪，适用于紫外区的石英棱镜摄谱仪，以及适用于远紫外区的萤石棱镜光电直读式光谱仪。目前在实际工作中较常使用的是中型石英棱镜摄谱仪。
　　2、棱镜摄谱仪：主要由照明系统，准光系统，色散系统(棱镜)及投影系统(暗箱)四部分组成。
　　a、照明系统由透镜L组成，透镜可分为单透镜及三透镜两类。为了使光源产生的光均匀照明于狭缝S,并使感光板上所得的谱线每一部分都很均匀，一般常采用三透镜照明系统。
　　b、准光系统包括狭缝S及准光镜O1。其作用在于把光源辐射通过狭缝S的光，经过准光镜O1成平行光束照射到棱镜P上。色散系统可以由一个或多个棱镜组成。经过准光镜后O1所得的平行光束，照射通过棱镜P时，由于棱镜材料对不同波长的光折射率不同，因而产生色散现象。对可见光区，玻璃棱镜色散率较大；而对于紫外区，石英棱镜的色散率较大，同一棱镜，对短波长的光比对长波长的光色散大。
　　c、投影系统包括暗箱物镜O1及感光板F。其作用是将经过色散后的单色光束，聚焦而形成按波长顺序排列的狭缝象&&光谱。
　　d、棱镜摄谱仪的光学特性，常从色散率、分辨率和集光本领三方面进行考虑。色散就是把不同波长的光分散开的能力，通常以线色散率的倒数dl/dl(nm/mm)来表示，即谱片上每一毫米的距离内相应的波长数(nm)。
　　3、分辨率是指摄谱仪的光学系统能够正确分辨出紧邻两条谱线的能力。一般常用两条可以分辨开的光谱线波长的平均值l与其波长差△l之比值来表示，即R=l/△l。对于中型石英摄谱仪，常以能否分开Fe310.0666nm，Fe310.0304nm，Fe309.9971nm三条谱线来判断摄谱仪分辨率的好坏。
　　R=l/△l=310.0nm/0.034nm&9000
　　即当仪器的分辨率＞9000时，才能清楚地分开Fe310.0nm附近的三条谱线。
　　4、光栅摄谱仪光栅摄谱仪是利用衍射光栅作为色散元件，利用光的衍射现象进行分光。光栅可分为平面光栅和凹面光栅，凹面光栅常用于光电直读式光谱仪，而在摄谱仪中常用平面光栅。
　　试样在光源激发后发射的光，经过三透镜照明系统由狭缝1经平面反射镜2折向球面反射镜下方的准直镜3，经3反射以平行光束投射到光栅4上，由光栅分光后的光束，经球面反射镜上方的成像物镜5，最后按波长排列聚焦于感光板6上。旋转光栅转台8改变光栅的入射角，便可改变所需的波段范围和光谱级次，7为二次衍射反射镜，衍射(由光栅4)到它表面上的光线被射回到光栅，被光栅再分光一次，然后再到成像物镜5，最后聚焦成像在一次衍射光谱下面5毫米处。这样经过两次衍射的光谱，其色散率和分辨率比一次衍射的大一倍。为了避免一次衍射光谱与二次衍射光谱相互干扰，在暗盒前设有光栏，可将一次衍射光谱滤掉。在不用二次衍射时，可在仪器板面上转动一手轮，使挡板将二次衍射反射镜挡住。
　　衍射光栅是根据多缝衍射原理制造的色散元件。它由平行排列在光学面上的等距离等宽度的许多狭缝、刻槽(习惯上称刻线)或条纹组成。用于摄谱仪的平面光栅的刻线密度通常有600条/mm、1200/mm、1800/mm、2400/mm等。
　　光栅摄谱仪的光学特性，可以从线色分散率、分辨率、闪耀特性三方面来考虑。
　　在一般的反射光山中，由于在光栅衍射图中，没有色散的零级衍射主级大占去了衍射光强的大部分，随着主极大级次的增高光强很快地减弱。因此使用这种光栅进行分光的最大缺点是&一级衍射&较弱，&二级衍射&更弱。近代的反射光栅是采用定向闪耀的办法，吧辐射能集中到所要求的波长范围。这种光栅称为闪耀光栅。
　　闪耀光栅的刻槽面与光栅平面成一定的角度，每一槽面都具有相同的反射角，沿着槽面的镜反射方向特别明亮，因而能把衍射光集中到某一光谱波段上。槽面法线与光栅法线的夹角称为闪耀角，其所对应的闪耀极大的波长称为闪耀波长。
　　从这些光学特性可以看出，光栅摄谱仪比棱镜摄谱仪具有更高的色散率及分辨率；且应用的波段很宽(几纳米到几百微米)，而对于棱镜则很难找到在120.0nm以下和60um以上适用的材料。另外光栅分光的色散率基本上与波长无关，并且在闪耀波长处有较强的集光能力。因此，它更适用于一些光谱复杂的元素样品的分析。
编辑：songjiajie2010光谱仪的用途_中国百科网
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光谱仪的用途
    
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光谱仪一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器.1.入射狭缝:将入射的光学信号构建成一个明确的物像;2.准直部分:使光学信号的光线平行.该准直器可以为透镜、反射镜、或色散元件的部分功能,如在凹面光栅光谱仪中的凹面光栅的部分功能;3.色散部分:通常采用光栅,在空间上进将平行光行色散;4.聚焦部分:收集色散的光学信号,使得大部分入射狭缝的单色影像聚焦于焦平面;5.阵列检测器:放置于焦平面,从而检测大部分单色影像的光强度.该检测器可以是CCD阵列或其它的光检测阵列.
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>>>光谱分析仪的作用 如何进行分析检测
光谱分析仪的作用 如何进行分析检测
来源：东方LED网
日期： 8:39:51
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光谱分析仪是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量。通过对光谱分析仪的工作原理我们它对物质中所含元素的检测有着巨大的作用。
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