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光譜儀(Spectroscope)是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線(xiàn)的科學(xué)儀器，由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成，利用光譜儀可測(cè)量物體表面反射的光線(xiàn)。陽(yáng)光中的七色光是肉眼能分的部分(可見(jiàn)光)，但若通過(guò)光譜儀將陽(yáng)光分解，按波長(zhǎng)排列，可見(jiàn)光只占光譜中很小的范圍，其余都是肉眼無(wú)法分辨的光譜，如紅外線(xiàn)、微波、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)等等。通過(guò)光譜儀對(duì)光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動(dòng)顯示數(shù)值儀器顯示和分析，從而測(cè)知物品中含有何種元素。這種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬工業(yè)等的檢測(cè)中。

將復(fù)色光分離成光譜的光學(xué)儀器。光譜儀有多種類(lèi)型，除在可見(jiàn)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(cè)方法分，有直接用眼觀(guān)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(cè)光譜的分光光度計(jì)等。單色儀是通過(guò)狹縫只輸出單色譜線(xiàn)的光譜儀器，常與其他分析儀器配合使用。

圖中所示是三棱鏡攝譜儀的基本結(jié)構(gòu)。狹縫S與棱鏡的主截面垂直，放置在透鏡L的物方焦面內(nèi)，感光片放置在透鏡L的像方焦面內(nèi)。用光源照明狹縫S，S的像成在感光片上成為光譜線(xiàn)，由于棱鏡的色散作用，不同波長(zhǎng)的譜線(xiàn)彼此分開(kāi)，就得入射光的光譜。棱鏡攝譜儀能觀(guān)察的光譜范圍決定于棱鏡等光學(xué)元件對(duì)光譜的吸收。普通光學(xué)玻璃只適用于可見(jiàn)光波段，用石英可擴(kuò)展到紫外區(qū)，在紅外區(qū)一般使用*和氟化鈣等晶體。普遍使用的反射式光柵光譜儀的光譜范圍取決于光柵條紋的設(shè)計(jì)，可以具有較寬的光譜范圍。

表征光譜儀基本特性的參量有光譜范圍、色散率、帶寬和分辨本領(lǐng)等?；诟缮嬖碓O(shè)計(jì)的光譜儀（如傅立葉變換光譜儀）具有很高的色散率和分辨本領(lǐng)，常用于光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的分析。
主要原理
根據(jù)現(xiàn)代光譜儀器的工作原理,光譜儀可以分為兩大類(lèi):經(jīng)典光譜儀和新型光譜儀.經(jīng)典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀器;新型光譜儀器是建立在調(diào)制原理上的儀器.經(jīng)典光譜儀器都是狹縫光譜儀器.調(diào)制光譜儀是非空間分光的,它采用圓孔進(jìn)光.

根據(jù)色散組件的分光原理,光譜儀器可分為:棱鏡光譜儀,衍射光柵光譜儀和干涉光譜儀.光學(xué)多道分析儀OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是近十幾年出現(xiàn)的采用光子探測(cè)器(CCD)和計(jì)算機(jī)控制的新型光譜分析儀器,它集信息采集,處理,存儲(chǔ)諸功能于一體.由于OMA不再使用感光乳膠,避免和省去了暗室處理以及之后的一系列繁瑣處理,測(cè)量工作,使傳統(tǒng)的光譜技術(shù)發(fā)生了根本的改變,大大改善了工作條件,提高了工作效率;使用OMA分析光譜,測(cè)量準(zhǔn)確迅速,方便,且靈敏度高,響應(yīng)時(shí)間快,光譜分辨率高,測(cè)量結(jié)果可立即從顯示屏上讀出或由打印機(jī),繪圖儀輸出。它己被廣泛使用于幾乎所有的光譜測(cè)量,分析及研究工作中,特別適應(yīng)于對(duì)微弱信號(hào),瞬變信號(hào)的檢測(cè).
相關(guān)構(gòu)成
如圖1-1所示一臺(tái)典型的光譜儀主要由一個(gè)光學(xué)平臺(tái)和一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)組成。包括以下幾個(gè)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(diǎn)。

2.準(zhǔn)直元件:使狹縫發(fā)出的光線(xiàn)變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)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(hào)在空間上按波長(zhǎng)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(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng)。

5.探測(cè)器陣列：放置于焦平面，用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測(cè)器陣列可以是CCD陣列或其它種類(lèi)的光探測(cè)器陣列。
生活應(yīng)用
光譜儀應(yīng)用很廣，在農(nóng)業(yè)、天文、汽車(chē)、生物、化學(xué)、鍍膜、色度計(jì)量、環(huán)境檢測(cè)、薄膜工業(yè)、食品、印刷、造紙、喇曼光譜、半導(dǎo)體工業(yè)、成分檢測(cè)、顏色混合及匹配、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、熒光測(cè)量、寶石成分檢測(cè)、氧濃度傳感器、真空室鍍膜過(guò)程監(jiān)控、薄膜厚度測(cè)量、LED測(cè)量、發(fā)射光譜測(cè)量、紫外/可見(jiàn)吸收光譜測(cè)量、顏色測(cè)量等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
透射測(cè)定
光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來(lái)測(cè)定。在可見(jiàn)和近紫外實(shí)現(xiàn)這些測(cè)量沒(méi)有任何困難。測(cè)量通過(guò)*個(gè)單色儀的光通量，緊接著測(cè)量通過(guò)兩個(gè)單色儀的光通量，以這種方式來(lái)確定第二個(gè)單色儀的透射率。

測(cè)量需要知道單色儀的透射率：對(duì)于相對(duì)測(cè)量，以各種波長(zhǎng)處的相對(duì)單位可以測(cè)量透射率。真空紫外線(xiàn)的這些測(cè)量有相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)困難，因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況下分別測(cè)量衍射光柵的效率。在許多實(shí)驗(yàn)步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難。

曾經(jīng)研究過(guò)光柵效率與波長(zhǎng)、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(cè)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。
注意事項(xiàng)
啟動(dòng)
1.1如停機(jī)在2-8小時(shí)，則外冷水需先運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘，內(nèi)冷水需先運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘;如停機(jī)在8小時(shí)以上，則外冷水需先運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘，內(nèi)冷水需先運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘。

1.2開(kāi)機(jī)順序?yàn)榇蜷_(kāi)外冷水

1.3打開(kāi)內(nèi)冷水(COOLER)開(kāi)關(guān)

1.4打開(kāi)CTROL、VACUUM開(kāi)關(guān)(觀(guān)察真空度是否下降到10以下，觀(guān)察內(nèi)冷卻水的電導(dǎo)率是否在10以下)

1.5打開(kāi)HEATER

1.6打開(kāi)板高壓開(kāi)關(guān)

1.7打開(kāi)電腦，打開(kāi)MXF操作軟件，點(diǎn)擊Monitor，觀(guān)察狀態(tài)并檢查是否聯(lián)機(jī)

1.8一切正常后，打開(kāi)面板右下方X-RAY開(kāi)關(guān)

1.9點(diǎn)擊面板左上方X-RAYON按鈕，可打開(kāi)X射線(xiàn)--按照(5KV-0mA)--(10KV-mA)--(15KV-0mA)--(20KV-0mA)--(20KV-5mA)--(20KV-10mA)順序升高管流、管壓。如停機(jī)在2-8小時(shí)，則每步需等待10分鐘;如停機(jī)在8小時(shí)以上，則每步需等待20分鐘

1.10點(diǎn)擊Maintenance欄位-彈出Maintenance-MXF-點(diǎn)擊InrumentSetup，彈出InstrumentSetup后在X-ray下方管壓、管流欄位中，將兩項(xiàng)設(shè)定為(30、20)，點(diǎn)擊執(zhí)行，即可使光管條件恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)，可進(jìn)行常規(guī)分析操作。
關(guān)機(jī)
在電壓正常情況下，需進(jìn)行關(guān)機(jī)調(diào)試或其他工作，則可進(jìn)行常規(guī)關(guān)機(jī)工作。

2.1待機(jī)狀態(tài)為管壓30KV、管流20mA。若需關(guān)機(jī)，則可點(diǎn)擊Maintenance欄位-彈出Maintenance-MXF-點(diǎn)擊InstrumentSetup，彈出InstrumentSetup-在X-ray下方管壓、管流欄位中，將兩項(xiàng)分別按(20、10)-(20、0)-(10、0)-(0、0)進(jìn)行降低，zui后歸0。

2.2當(dāng)管壓、管流均歸0的條件下，可進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。將面板上X-RAY打到OFF

2.3將下方X-RAY開(kāi)關(guān)關(guān)閉

2.4關(guān)閉HEATER

2.5關(guān)閉板高壓開(kāi)關(guān)

2.6關(guān)閉CONSOLE、VACUUM開(kāi)關(guān)

2.7關(guān)閉電腦中MXF操作軟件，關(guān)閉電腦

2.8如果有必要關(guān)閉內(nèi)循環(huán)水，則等待5分鐘后，關(guān)閉內(nèi)循環(huán)水，如無(wú)必要，則不關(guān)閉--如果有必要關(guān)閉外循環(huán)水，則等待10分鐘后關(guān)閉外循環(huán)水，如無(wú)必要，則不關(guān)閉。

2.9關(guān)閉配電箱開(kāi)關(guān)，使儀器*斷電，可進(jìn)行維護(hù)檢查操作。
發(fā)展前景
傳統(tǒng)光譜儀器不但是大型精密、貴重儀器，而且對(duì)工作環(huán)境條件(溫度、濕度、振動(dòng)、電磁干擾要求嚴(yán)酷，必須要由專(zhuān)業(yè)分析人員)。為適應(yīng)發(fā)展形勢(shì)，上世紀(jì)后期已有強(qiáng)烈的光譜儀器小型化、便攜式、現(xiàn)場(chǎng)化的需求，并已出現(xiàn)光譜儀器小型化的潮流，研發(fā)小型化光譜儀器成為各國(guó)科技、產(chǎn)業(yè)部門(mén)的關(guān)注重點(diǎn)。至于現(xiàn)代軍事科技發(fā)展迫切需求的戰(zhàn)場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)快速放射、生物、化學(xué)武器偵查的便攜式光譜儀，今后若干年會(huì)成為各國(guó)研發(fā)重點(diǎn)。