光譜儀又稱分光儀,是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器。光譜儀不只是一臺儀器,它有多種類型,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。
一臺典型的光譜儀主要由一個光學(xué)平臺和一個檢測系統(tǒng)組成。包括以下幾個主要部分:
1、入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點;
2、準(zhǔn)直元件: 使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上,如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵;
3、色散元件: 通常采用光柵,使光信號在空間上按波長分散成為多條光束;
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狹縫的像,其中每一像點對應(yīng)于一特定波長;
5、探測器陣列:放置于焦平面,用于測量各波長像點的光強度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列。
光譜儀的透射測定:
1、光譜儀的透射率或它的效率可用單色儀裝置來測定。在可見和近紫外實現(xiàn)這些測量沒有任何困難。測量通過個單色儀的光通量,緊接著測量通過兩個單色儀的光通量,以這種方式來確定第二個單色儀的透射率;
2、測量需要知道單色儀的透射率:對于相對測量,以各種波長處的相對單位可以測量透射率。真空紫外線的這些測量有相當(dāng)大的實驗困難,因此通常使用單色儀。在各種入射角的情況別測量衍射光柵的效率。在許多實驗步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難;
3、曾經(jīng)研究過光柵效率與波長、入射角、鍍層厚度、鍍層材料以及其它因素的關(guān)系。所有這些測量都指出,在許多情況下能量損失是非常顯著的,并且光柵的效率低于1%,光柵的不同部分可能有明顯不同的效率。
光譜儀的種類很多,分類方法也很多,根據(jù)光譜儀所采用的分解光譜的原理,可以將其分成兩大類:經(jīng)典光譜儀和新型光譜儀。經(jīng)典光譜儀是建立在空間色散(分光)原理上的儀器;新型光譜儀是建立在調(diào)制原理上的儀器,故又稱為調(diào)制光譜儀。 經(jīng)典光譜儀依據(jù)其色散原理可將儀器分為:棱鏡光譜儀、衍射光柵光譜儀、 干涉光譜儀。