光谱仪是干什么用的 光谱仪的原理及应用

一、光谱仪是干什么用的

光谱仪又称分光仪，广泛为人知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上（或扫描某一波段）进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。

二、光谱仪的原理

根据光谱学理论，所有物质的原子或分子受到激励时既能发射一定波长的电磁波，也能吸收这一波长的电磁波。当一束白光通过棱镜或光栅时，就被分散成一系列不同波长的色带——光谱，这就是色散现象。

光谱仪器主要由光源、单色器和探测器组成。发射光谱仪器最常用的光源是使样品激发出的电火花、交直流电弧、感应耦合等离子体和激光等。吸收光谱仪器的光源主要采用各种紫外、可见或红外光源或能发射某一元素所特有谱线的空心阴极灯（由矩形脉冲供电）。已有70余种元素和30多种复合元素的空心阴极灯，可在很短时间内变换元素灯或调节灯光的强度。

单色器由分光元件和狭缝组成，它的作用是将光波按波长分散开来，又称分光器或单色仪，过去用棱镜分光，新型仪器已大多改用光栅，故光谱仪器又分为光栅光谱仪或棱镜光谱仪。棱镜光谱仪在紫外波段有较大的色散率，常用于碱金属、稀土元素和矿物分析。光栅按制造工艺可分为刻划光栅和全息光栅，按工作表面几何形状可分为平面光栅和凹面光栅等。为了提高仪器的分辨本领和信噪比，可以采用更密的光栅刻线或用几块光栅组合成单色器。

探测器的作用是探测、显示或记录各谱线的位置和强度。在摄谱仪中采用感光板记录，然后再用光谱投影仪和测微光度计测量。光量计和分光光度计都用光电器件（如光电倍增管）或热电器件（如热电偶等）作检测元件，经光电变换放大后用检流计显示或用计算机处理。

三、光谱仪的应用

光谱仪应用很广，在农业、天文、汽车、生物、化学、镀膜、色度计量、环境检测、薄膜工业、食品、印刷、造纸、拉曼光谱、半导体工业、成分检测、颜色混合及匹配、生物医学应用、荧光测量、宝石成分检测、氧浓度传感器、真空室镀膜过程监控、薄膜厚度测量、LED测量、发射光谱测量、紫外/可见吸收光谱测量、颜色测量等领域应用广泛。