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光谱仪的主要指标
  在光谱测量过程中,获得光谱线的准确波长值是非常重要的环节,通过波长的测量可以获得原子和分子微观能级结构的消息,进而深入了解物质的结构,此外对光谱谱线的线形和线宽的测量可以给出原子分子间的微观相互作用机制和弛豫过程。原子吸收光谱仪就是可以测量谱线波长或波长间隔的仪器,小编将介绍光谱仪在这方面的应用以及核心器件,如光栅、棱镜,这些器件在激光技术中也有普遍的应用。在实验中只有正确使用和选择这类仪器和器件,合理设计实验方案,才能获得正确的结果。
  光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器,例如棱镜光谱仪和用光栅制成的摄谱仪和单色仪,它们都是将入射到光谱仪输入狭缝上的光波,经过棱镜或光栅色散后,成像在输出狭缝附近的焦平面上,不同的波长在焦平面上对应与不同的位置。光谱仪通常具有以下四个主要指标
  分辨本领  指光谱仪能分开两条波长相近的光谱线的能力,它与棱镜和光栅的色散性能以及成像的距离长短有关
  光谱测量范围  需要区分两种光谱测量范围,一种是指光谱仪能工作的全部波长范围,另一种是指能单值的确定波长的范围,称为自由光谱区
  聚光率  指光谱仪接收被测光源辐射通量的能力,它由光谱仪的最大收集角决定,聚光率也常被认为是光谱仪的“速率”
  光谱透射率  反映了光谱仪对入射光信号的损耗程度,是入射光波长的函数,与光谱仪中各光学元件的性能,例如透镜或棱镜的透射率、反射镜和光栅的反射率以及光路有关
  光栅光谱仪是光谱测量中最常见的仪器,它由入射狭缝、准直球面反射镜、光栅、聚焦球面反射镜以及输出狭缝构成,复色入射光进入狭缝后,经聚焦球面反射镜变成复色平行光照射到光栅,经光栅色散后,形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射,经聚焦球面反射镜将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝上,再由出射狭缝后面的光电探测器记录该波长的光强度。光栅安装在一个转台上,当光栅旋转时,就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上,光电探测器记录不同光栅旋转角度时输出光信号强度, 即记录了光谱,这种光谱仪通过输出狭缝旋转特定的波长进行记录,称为光栅单色仪,如果将输出狭缝用照相感光板取代,感光板放在反射镜的焦平面上,经过曝光和显影处理,在感光板上获得不同黑度的条纹,条纹的位置代表不同的波长,黑度则代表了光谱信号的强度,这样可以在很宽的波长范围内同时记录光源的光谱,被称为光栅摄谱仪
  摄谱仪的特点是可以一次同时记录光谱,但由于感光板记录光信号的灵敏度较低,时间响应也较慢,对弱光谱信号需要很长的曝光时间,几个小时甚至几天,单色仪的特点是可以配合高灵敏和快速响应的光电探测器进行探测,通过转动光栅对波长进行扫描,随着光电技术的发展,光学多通道分析仪结合了两者的特点,利用灵敏度高、时间响应快的光电阵列式探测器取代照相感光板,实现对宽波长范围光谱的同时记录,因而在现代光谱测量中发挥了及其重要和有效的作用。
  衍射光栅
  衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件,它是在一块平整的玻璃或金属材料表面刻画出一系列平行、等距的刻线,然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜,就构成一块反射式衍射光栅。

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