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光譜儀

光譜儀

光譜儀又稱分光儀,廣泛為認知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強度的裝置。它由一個入射狹縫,一個色散系統,一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,并在選定的波長上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。1簡介光譜儀( Spectroscope)是將成分復雜的光分解為光譜線的科學儀器,由棱鏡或衍射光柵等構成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分(可見光),但若通過光譜

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[{"ID":"1773","Title":"光譜儀","UserID":"0","UserName":"","Author":"何守柱","CompanyID":"0","CompanyName":"","HitNumber":"2","Detail":"

光譜儀又稱<\/span>分光儀<\/a>,廣泛為認知的為<\/span>直讀光譜儀<\/a>。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強度的裝置。它由一個入射<\/span>狹縫<\/a>,一個色散系統,一個成像系統和一個或多個<\/span>出射狹縫<\/a>組成。以<\/span>色散元件<\/a>將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,并在選定的<\/span>波長<\/a>上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。<\/span><\/p>$detailsplit$

1<\/strong>簡介<\/h2>


<\/p>

光譜儀( Spectroscope)是將成分復雜的光分解為光譜線<\/a>的科學儀器<\/a>,由棱鏡或衍射光柵等構成,利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分(可見光),但若通過光譜儀將陽光分解,按波長排列,可見光只占光譜中很小的范圍,其余都是肉眼無法分辨的光譜,如紅外線<\/a>、微波、紫外線、X射線<\/a>等等。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影,或電腦化自動顯示數值儀器顯示和分析,從而測知物品中含有何種元素。這種技術被廣泛地應用于空氣污染、水污染、食品衛生、金屬工業等的檢測中。<\/p>

將復色光<\/a>分離成光譜的光學儀器。光譜儀有多種類型,除在可見光<\/a>波段使用的光譜儀外,還有紅外光譜儀<\/a>和紫外光譜儀<\/a>。按色散元件<\/a>的不同可分為棱鏡光譜儀<\/a>、光柵光譜儀<\/a>和干涉光譜儀等。按探測方法分,有直接用眼觀察的分光鏡<\/a>,用感光片記錄的攝譜儀<\/a>,以及用光電<\/a>或熱電元件探測光譜的分光光度計<\/a>等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器,常與其他分析儀器<\/a>配合使用。<\/p>

\"圖片\"<\/a>
<\/p>

圖中所示是三棱鏡<\/a>色譜儀的基本結構。狹縫S與棱鏡<\/a>的主截面<\/a>垂直,放置在透鏡<\/a>L的物方焦面內,感光片放置在透鏡L的像方焦面內。用光源照明狹縫S, S的像成在感光片上成為光譜線,由于棱鏡的色散<\/a>作用,不同波長的譜線彼此分開,就得入射光<\/a>的光譜。棱鏡攝譜儀<\/a>能觀察的光譜范圍<\/a>決定于棱鏡等光學元件對光譜的吸收。普通光學玻璃<\/a>只適用于可見光波段,用石英<\/a>可擴展到紫外區,在紅外區一般使用氯化鈉<\/a>、溴化鉀<\/a>和氟化鈣<\/a>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計,可以具有較寬的光譜范圍。<\/p>

表征光譜儀基本特性的參量有光譜范圍、色散率<\/a>、帶寬和分辨本領<\/a>等。基于干涉原理設計的光譜儀(如法布里-珀羅干涉儀<\/a>、傅立葉變換光譜儀)具有很高的色散率和分辨本領,常用于光譜精細結構的分析。<\/p>

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2<\/strong>原理<\/h2>


<\/p>

根據現代光譜儀器<\/a>的工作原理,光譜儀可以分為兩大類:經典光譜儀和新型光譜儀。經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制原理上的儀器。經典光譜儀器都是狹縫光譜儀器。調制光譜儀是非空間分光的,它采用圓孔進光。<\/p>

根據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。光學多道分析儀OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十幾年出現的采用光子探測器(CCD)和計算機控制的新型光譜分析儀器,它集信息采集<\/a>,處理,存儲諸功能于一體。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,測量工作,使傳統的光譜技術發生了根本的改變,大大改善了工作條件,提高了工作效率;使用OMA分析光譜,測量準確迅速,方便,且靈敏度高,響應時間快,光譜分辨率高,測量結果<\/a>可立即從顯示屏上讀出或由打印機,繪圖儀輸出。它己被廣泛使用于幾乎所有的光譜測量,分析及研究工作中,特別適應于對微弱信號,瞬變信號的檢測。<\/p>

\"錨點\"\"錨點\"\"錨點\"<\/p>

3<\/strong>構成<\/h2>


<\/p>

一臺典型的光譜儀主要由一個光學平臺和一個檢測系統組成。包括以下幾個主要部分:<\/p>

1. 入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統的物點。<\/p>

2. 準直元件: 使狹縫發出的光線變為平行光。該準直元件可以是一獨立的透鏡、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。<\/p>

3. 色散元件: 通常采用光柵,使光信號在空間上按波長分散成為多條光束。<\/p>

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,其中每一像點對應于一特定波長。<\/p>

5. 探測器陣列:放置于焦平面,用于測量各波長像點的光強度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列。<\/p>

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4<\/strong>分類<\/h2>


<\/p>

光譜儀的種類很多,分類方法也很多,根據光譜儀所采用的分解光譜的原理,可以將其分成兩大類:經典光譜儀和新型光譜儀。經典光譜儀是建立在空間色散(分光)原理上的儀器;新型光譜儀是建立在調制原理上的儀器,故又稱為調制光譜儀。 [1]<\/span> <\/a><\/p>

經典光譜儀依據其色散原理可將儀器分為:棱鏡光譜儀、衍射光柵光譜儀、 [2]<\/span> <\/a> 干涉光譜儀。<\/p>

根據光譜儀器所能正常工作的光譜范圍,光譜儀可分為:<\/p>

\"分類\"<\/a>分類<\/span><\/p>

\"錨點\"\"錨點\"\"錨點\"<\/p>

5<\/strong>應用<\/h2>


<\/p>

光譜儀應用很廣,在農業、天文、汽車、生物、化學、鍍膜、色度計量、環境檢測、薄膜工業、食品、印刷、造紙、拉曼光譜、半導體工業、成分檢測、顏色混合及匹配、生物醫學應用、熒光測量、寶石成分檢測、氧濃度傳感器、真空室鍍膜過程監控、薄膜厚度測量、LED測量、發射光譜測量、紫外/可見吸收光譜測量、顏色測量等領域應用廣泛。 [3]<\/span> <\/a><\/p>

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6<\/strong>透射測定<\/h2>


<\/p>

光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來測定。在可見和近紫外實現這些測量沒有任何困難。測量通過個單色儀的光通量,緊接著測量通過兩個單色儀的光通量,以這種方式來確定第二個單色儀的透射率。<\/p>

測量需要知道單色儀的透射率:對于相對測量,以各種波長處的相對單位可以測量透射率。真空紫外線的這些測量有相當大的實驗困難,因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況下分別測量衍射<\/a>光柵的效率。在許多實驗步驟中已成功地避免了校準上的困難。<\/p>

曾經研究過光柵效率與波長、入射角、鍍層厚度、鍍層材料以及其它因素的關系。所有這些測量都指出,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。<\/p>

\"原子吸收光譜儀\"<\/a><\/p>

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7<\/strong>使用注意事項<\/h2>


<\/p>

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啟動<\/h3>

1.1 如停機在2-8小時,則外冷水需先運轉10分鐘,內冷水需先運轉5分鐘;如停機在8小時以上,則外冷水需先運轉15分鐘,內冷水需先運轉10分鐘。<\/p>

1.2 開機順序為打開外冷水<\/p>

1.3 打開內冷水(COOLER)開關<\/p>

1.4 打開CTROL、VACUUM開關(觀察真空度是否下降到10以下,觀察內冷卻水的電導率是否在10以下)<\/p>

1.5 打開HEATER<\/p>

1.6 打開板高壓開關<\/p>

1.7 打開電腦,打開MXF操作軟件,點擊Monitor,觀察狀態并檢查是否聯機<\/p>

1.8 一切正常后,打開面板右下方X-RAY開關<\/p>

1.9 點擊面板左上方X-RAY ON按鈕,可打開X射線--按照(5KV-0mA)--(10KV-mA)--(15KV-0mA)--(20KV-0mA)--(20KV-5mA)--(20KV-10mA)順序升高管流、管壓。如停機在2-8小時,則每步需等待10分鐘;如停機在8小時以上,則每步需等待20分鐘<\/p>

1.10 點擊Maintenance欄位-彈出Maintenance-MXF-點擊Inrument Setup,彈出Instrument Setup后在X-ray下方管壓、管流欄位中,將兩項設定為(30、20),點擊執行,即可使光管條件恢復待機狀態,可進行常規分析操作。<\/p>

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關機<\/h3>

在電壓正常情況下,需進行關機調試或其他工作,則可進行常規關機工作。<\/p>

2.1 待機狀態為管壓30KV、管流20mA。若需關機,則可點擊Maintenance欄位-彈出Maintenance-MXF-點擊Instrument Setup,彈出Instrument Setup-在X-ray下方管壓、管流欄位中,將兩項分別按(20、10)-(20、0)-(10、0)-(0、0)進行降低,后歸0。<\/p>

2.2 當管壓、管流均歸0的條件下,可進行關機操作。將面板上X-RAY打到OFF<\/p>

2.3 將下方X-RAY開關關閉<\/p>

2.4 關閉HEATER<\/p>

2.5 關閉板高壓開關<\/p>

2.6 關閉CONSOLE、VACUUM開關<\/p>

2.7 關閉電腦中MXF操作軟件,關閉電腦<\/p>

2.8 如果有必要關閉內循環水,則等待5分鐘后,關閉內循環水,如無必要,則不關閉--如果有必要關閉外循環水,則等待10分鐘后關閉外循環水,如無必要,則不關閉。<\/p>

2.9 關閉配電箱開關,使儀器完全斷電,可進行維護檢查操作。<\/p>$detailsplit$