棱镜单色仪与光栅单色仪研究+文献综述(3)
光栅单色仪配备电子束激发器，X射线激发器，光子激发器和高频等离子，辉光放电等稳定光源相配套，可进行光谱的化学分析。与棱镜相比，光栅具有色散本领大，均匀性好，分辨率高等特点。因而在光谱学，计量学，光通讯等方面有着广泛的应用[1]。
图1.1 WDG30 光栅单色仪
1.2 棱镜单色仪
单色仪是一种分光仪器，它通过玻璃色散元件的分光作用，把复色光分解成它的单色组成。其应用的光谱区很广，从紫外、可见、近红外一直到远红外。对不同的光谱区域，一般需换用不同的棱镜。若采用石英棱镜作为色散棱镜，主要应用于紫外光谱区，并用光电倍增管作为探测器；棱镜材料用NaCl、LiF或KBr等，则可用于广阔的红外光谱区，用真空热电偶等作为光探测器。本课题所使用的色散原件是玻璃棱镜，仅适用于可见光区，用人眼或光电池作为光探测器。
棱镜单色仪的基本特征是单色度(即从出射狭缝出射的单色光束具有一定的光谱区间宽度)和出射单色光束的强度大小。单色仪这二个特性是相互联系的。出射的光谱区间越窄，则出射的光强度越弱。因此，在选择单色仪结构时，必须根据需要正确选择。在实际使用中由于各种条件的限制，单色仪出射的光束总有一定的光谱宽度，这一光谱区间宽度的窄或宽(亦即单色度的好或坏)主要受狭缝宽度、衍射及象差等因素的影响。其中象差等在设计，调整时已注意尽量减少，但缝宽则应在工作中注意正确的使用，以减少误差。
图1.2 WDF反射式棱镜单色仪
1.3 光谱仪
光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中
根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型
光谱仪.经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在
调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光
的,它采用圆孔进光.根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,
衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪.
傅立叶变换红外光谱仪是20世纪70年代发展起来的新一代红外光谱仪，它具有以下特点：一是扫描速度快，可以在1s内测得多张红外谱图；二是光通量大，可以检测透射较低的样品，可以检测气体、固体、液体、薄膜和金属镀层等不样品；三是分辨率高，便于观察气态分子的精细结构；四是测定光谱范围宽，只要改变光源、分束器和检测器的配置，就可以得到整个红外区的光谱。红外及拉曼光谱都是分子振动光谱。通过谱图解析可以获取分子结构的信息。任何气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定，这是其它仪器分析方法难以做到的。由于每种化合物均有红外吸收，尤其是有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息，因此红外光谱法是有机化合物结构解析的重要手段之一。广泛应用于有机化学、高分子化学、无机化学、化工、催化、石油、材料、生物、医药、环境等领域。
图1.3 傅里叶变换红外光谱仪
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