光譜儀知識介紹

　　什麼是光譜儀？光與物質相互作用引起物質內部原子及分子能級間的電子躍遷，使物質對光的吸收、發射、散射等在波長及強度信息上發生變化，而檢測並處理這類變化的儀器被稱為光譜儀。因此，光譜儀的基本功能，就是將複色光在空間上按照不同的波長分離/延展開來，配合各種光電儀器附件得到波長成分及各波長成分的強度等原始信息以供後續處理分析使用。

　　光譜分析方法作為一種重要的分析手段，在科研、生產、質控等方面，都發揮著極大的作用。無論是穿透吸收光譜，還是螢光光譜，拉曼光譜，如何獲得單波長輻射是不可缺少的手段。由於現代單色儀可具有很寬的光譜範圍(UV- IR)，高光譜解析度(到0.001nm)，自動波長掃描，完整的電腦控制功能極易與其他周邊設備融合為高性能自動測試系統，使用電腦自動掃描多光柵單色儀已成為光譜研究的首選。

　　當一束複合光線進入單色儀的入射狹縫，首先由光學準直鏡匯聚成平行光，再通過衍射光柵色散為分開的波長(顏色)。利用每個波長離開光柵的角度不同，由聚焦反射鏡再成像出射狹縫。通過電腦控制可精確地改變出射波長。

　　●光柵單色儀重要參數：

　　◆解析度

　　光柵單色儀的解析度R是分開兩條臨近譜線能力的度量，根據羅蘭判據為：

　　R=λ/Δλ

　　光柵光譜儀中有實際意義的定義是測量單個譜線的半高寬(FWHM)。實際上，解析度依賴於光柵的分辨本領、系統的有效焦長、設定的狹縫寬度、系統的光學像差以及其它參數。

　　R∝ M·F/W

　　M-光柵線數 F-譜儀焦距 W-狹縫寬度

　　◆色散

　　光柵光譜儀的色散決定其分開波長的能力。光譜儀的倒線色散可計算得到：沿單色儀的焦平面改變距離χ引起波長λ的變化，即：

　　Δλ/Δχ=dcosβ/mF

　　這裡d、β、F分別是光柵刻槽的間距、衍射角和系統的有效焦距，m為衍射級次。由方程可見，倒線色散不是常數，它隨波長變化。在所用波長範圍內，變化可能超過2倍。根據國家標準，在本樣本中，用1200l/mm光柵色散的中間值(典型的為435.8nm)時的倒線色散。

　　◆帶寬

　　帶寬是忽略光學像差、衍射、掃描方法、探測器像素寬度、狹縫高度和照明均勻性等，在給定波長，從光譜儀輸出的波長寬度。它是倒線色散和狹縫寬度的乘積。例如，單色儀狹縫為0.2mm，光柵倒線色散為2.7nm/mm，則帶寬為2.7×0.2=0.54nm。