光(guang)譜(pu)儀(yi)是(shi)用(yong)來(lai)觀(guan)察(cha)光(guang)源(yuan)的(de)光(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)。它(ta)將(jiang)光(guang)源(yuan)發(fa)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)分(fen)解(jie)為(wei)按(an)一(yi)定(ding)次(ci)序(xu)排(pai)列(lie)的(de)光(guang)譜(pu)。原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)分(fen)析(xi)根(gen)據(ju)接(jie)收(shou)光(guang)譜(pu)的(de)方(fang)式(shi)不(bu)同(tong),主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)攝(she)譜(pu)法(fa)和(he)光(guang)電(dian)法(fa),其(qi)中(zhong)攝(she)譜(pu)法(fa)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)較(jiao)廣(guang)。根(gen)據(ju)分(fen)光(guang)方(fang)式(shi)的(de)不(bu)同(tong),攝(she)譜(pu)儀(yi)可(ke)分(fen)為(wei)棱(leng)鏡(jing)攝(she)譜(pu)儀(yi)和(he)光(guang)柵(zha)攝(she)譜(pu)儀(yi)。
1.棱鏡攝譜儀:
1.棱鏡攝譜儀:
棱鏡攝光譜儀的種類很多,根據棱鏡色散能力大小的不同,可分為大、中、xiaoxingshepuyi。genjusuoxuanyonglengjingcailiaodebutong,youkefenweishiyongyukejianguangqudebolilengjingshepuyi,shiyongyuziwaiqudeshiyinglengjingshepuyi,yijishiyongyuyuanziwaiqudeyingshilengjingguangdianzhidushiguangpuyi。muqianzaishijigongzuozhongjiaochangshiyongdeshizhongxingshiyinglengjingshepuyi。
2、棱鏡攝譜儀:主要由照明係統,準光係統,色散係統(棱鏡)及投影係統(暗箱)四部分組成。
a、照明係統由透鏡L組成,透鏡可分為單透鏡及三透鏡兩類。為了使光源產生的光均勻照明於狹縫S,並使感光板上所得的譜線每一部分都很均勻,一般常采用三透鏡照明係統。
b、準光係統包括狹縫S及準光鏡O1。其作用在於把光源輻射通過狹縫S的光,經過準光鏡O1成平行光束照射到棱鏡P上。色散係統可以由一個或多個棱鏡組成。經過準光鏡後O1所得的平行光束,照射通過棱鏡P時,由於棱鏡材料對不同波長的光折射率不同,因而產生色散現象。對可見光區,玻璃棱鏡色散率較大;而對於紫外區,石英棱鏡的色散率較大,同一棱鏡,對短波長的光比對長波長的光色散大。
c、投影係統包括暗箱物鏡O1及感光板F。其作用是將經過色散後的單色光束,聚焦而形成按波長順序排列的狹縫象——光譜。
d、棱鏡攝譜儀的光學特性,常從色散率、分辨率和集光本領三方麵進行考慮。色散就是把不同波長的光分散開的能力,通常以線色散率的倒數dl/dl(nm/mm)來表示,即譜片上每一毫米的距離內相應的波長數(nm)。
3、分辨率是指攝譜儀的光學係統能夠正確分辨出緊鄰兩條譜線的能力。一般常用兩條可以分辨開的光譜線波長的平均值l與其波長差△l之比值來表示,即R=l/△l。對於中型石英攝譜儀,常以能否分開Fe310.0666nm,Fe310.0304nm,Fe309.9971nm三條譜線來判斷攝譜儀分辨率的好壞。
R=l/△l=310.0nm/0.034nm≈9000
即當儀器的分辨率>9000時,才能清楚地分開Fe310.0nm附近的三條譜線。
4、光guang柵zha攝she譜pu儀yi光guang柵zha攝she譜pu儀yi是shi利li用yong衍yan射she光guang柵zha作zuo為wei色se散san元yuan件jian,利li用yong光guang的de衍yan射she現xian象xiang進jin行xing分fen光guang。光guang柵zha可ke分fen為wei平ping麵mian光guang柵zha和he凹ao麵mian光guang柵zha,凹ao麵mian光guang柵zha常chang用yong於yu光guang電dian直zhi讀du式shi光guang譜pu儀yi,而er在zai攝she譜pu儀yi中zhong常chang用yong平ping麵mian光guang柵zha。
試樣在光源激發後發射的光,經過三透鏡照明係統由狹縫1經平麵反射鏡2折向球麵反射鏡下方的準直鏡3,經3反射以平行光束投射到光柵4上,由光柵分光後的光束,經球麵反射鏡上方的成像物鏡5,最後按波長排列聚焦於感光板6上。旋轉光柵轉台8改變光柵的入射角,便可改變所需的波段範圍和光譜級次,7為二次衍射反射鏡,衍射(由光柵4)到它表麵上的光線被射回到光柵,被光柵再分光一次,然後再到成像物鏡5,最後聚焦成像在一次衍射光譜下麵5haomichu。zheyangjingguoliangciyanshedeguangpu,qisesanlvhefenbianlvbiyiciyanshededayibei。weilebimianyiciyansheguangpuyuerciyansheguangpuxianghuganrao,zaianheqiansheyouguanglan,kejiangyiciyansheguangpulvdiao。zaibuyongerciyansheshi,kezaiyiqibanmianshangzhuandongyishoulun,shidangbanjiangerciyanshefanshejingdangzhu。
衍射光柵是根據多縫衍射原理製造的色散元件。它由平行排列在光學麵上的等距離等寬度的許多狹縫、刻槽(習慣上稱刻線)或條紋組成。用於攝譜儀的平麵光柵的刻線密度通常有600條/mm、1200/mm、1800/mm、2400/mm等。
光柵攝譜儀的光學特性,可以從線色分散率、分辨率、閃耀特性三方麵來考慮。
zaiyibandefansheguangshanzhong,youyuzaiguangzhayanshetuzhong,meiyousesandelingjiyanshezhujidazhanquleyansheguangqiangdedabufen,suizhezhujidajicidezenggaoguangqianghenkuaidijianruo。yincishiyongzhezhongguangzhajinxingfenguangdezuidaquedianshi“一級衍射”較弱,“二級衍射”更弱。近代的反射光柵是采用定向閃耀的辦法,吧輻射能集中到所要求的波長範圍。這種光柵稱為閃耀光柵。
閃耀光柵dekecaomianyuguangzhapingmianchengyidingdejiaodu,meiyicaomiandoujuyouxiangtongdefanshejiao,yanzhecaomiandejingfanshefangxiangtebiemingliang,yinernengbayansheguangjizhongdaomouyiguangpuboduanshang。caomianfaxianyuguangzhafaxiandejiajiaochengweishanyaojiao,qisuoduiyingdeshanyaojidadebochangchengweishanyaobochang。
從這些光學特性可以看出,光柵攝譜儀比棱鏡攝譜儀具有更高的色散率及分辨率;且應用的波段很寬(幾納米到幾百微米),而對於棱鏡則很難找到在120.0nm以下和60um以yi上shang適shi用yong的de材cai料liao。另ling外wai光guang柵zha分fen光guang的de色se散san率lv基ji本ben上shang與yu波bo長chang無wu關guan,並bing且qie在zai閃shan耀yao波bo長chang處chu有you較jiao強qiang的de集ji光guang能neng力li。因yin此ci,它ta更geng適shi用yong於yu一yi些xie光guang譜pu複fu雜za的de元yuan素su樣yang品pin的de分fen析xi。
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