單色儀與是光譜儀器中產(chǎn)生單色光的部件。與光譜攝譜儀的結(jié)構(gòu)相似，為從寬波段的輻射束中分離出一系列狹窄波段的電磁輻射。它以出射狹縫取代攝譜儀焦面上的感光板。有棱...[查看全部]

單色儀是一種常用的分光儀器，利用色散元件把復(fù)色光分解為準(zhǔn)單色光，能輸出一系列獨(dú)立的、光譜區(qū)間足夠窄的單色光，可用于各種光譜分析和光譜特性的研究，如測量介質(zhì)的光譜透射率曲線、光源的光譜能量分布、光電探測器的光譜響應(yīng)等，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

單色儀是一種分光儀器，它通過色散元件的分光作用，把復(fù)色光分解成它的單色組成。根據(jù)采用色散元件的不同，可分為棱鏡單色儀和光柵單色儀兩大類，其應(yīng)用的光譜區(qū)很廣，從紫外、可見、近紅外一直到遠(yuǎn)紅外。對不同的光譜區(qū)域，一般需換用不同的棱鏡或光柵。

平面光柵單色儀的工作原理是光源發(fā)出的光均勻地照亮在入射狹縫S1上，S1位于離軸拋物鏡的焦面上。光經(jīng)過M1平行照射到光柵上，并經(jīng)過光柵的衍射回到M1，經(jīng)M1反射的光經(jīng)過M2會(huì)聚到S2出射狹縫上。由于光柵的衍射作用，從出射狹縫出來的光線為單色光。當(dāng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從出射狹縫里出來的光由短波到長波依次出現(xiàn)。這種光學(xué)系統(tǒng)稱為李特洛式光學(xué)系統(tǒng)，見下圖所示。

一般光源所輻射的光往往是由各種波長的光組成。如果各種波長是連續(xù)變化的，那么這類光源稱為連續(xù)光源。由于光源的光譜分布與光的物質(zhì)特性有關(guān)，因此測定光源的光譜分布是研究物質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的重要工具之一。

單色儀的基本特性是其單色性和出射單色光的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)中，一般總是希望出射的單色光的光譜寬度盡量窄(即單色性盡量好)和單色光的強(qiáng)度盡量高。除了平面光柵的色散率的大小外，單色儀出射光的光譜寬度的寬窄主要由縫寬，衍射和像差等因素決定，其中像差在設(shè)計(jì)調(diào)整時(shí)已盡量減小。在正常情況下，對單色儀來說，主要是解決縫寬和色差問題。

縫寬的選擇，一方面使縫寬盡可能窄，使相鄰兩波盡可能分開，另一方面，縫的寬度又不能太小，否則出射的單色光的強(qiáng)度變得太小，而無法探測到。一般要求出射狹縫寬等于入射縫寬，本儀器出入狹縫均為兩檔，狹縫分別為0.15mm、0.3mm輸出的單色光譜波長，從波長

單色儀與是光譜儀器中產(chǎn)生單色光的部件。與光譜攝譜儀的結(jié)構(gòu)相似，為從寬波段的輻射束中分離出一系列狹窄波段的電磁輻射。它以出射狹縫取代攝譜儀焦面上的感光板。有棱鏡單色儀和光柵單色儀。

光柵的準(zhǔn)確對焦：

目的是使被測光源的光達(dá)到光柵時(shí)能充滿光柵，以便減小光通過單色儀后的衰減率。光斑太小使出射光的信號減小，光斑尺寸超過光柵又會(huì)使這部分光變成雜散光而降低測量精度。所以入射光的配置必須符合所用單色儀的f/D數(shù)，使得與LED匹配的透鏡能使被測光正好臨界地充滿光柵。

狹縫尺寸的設(shè)置：

一般使出、入射狹縫等寬度，這時(shí)所得信號形狀為等腰三角形，否則將變成梯形甚至更復(fù)雜的形狀。狹縫的寬窄應(yīng)根據(jù)被測光的強(qiáng)弱同步調(diào)節(jié)。單色儀狹縫的高度也要相應(yīng)限制，這只能靠在出、入射狹縫前后放置各種寬度的平行光闌達(dá)到，因?yàn)閱紊珒x一般并沒有調(diào)節(jié)狹縫高低的功能。狹縫尺寸過大會(huì)降低光譜量的純度，當(dāng)單色儀的最小實(shí)際帶寬不大于設(shè)置帶寬的1.2倍時(shí)，將得到最小的光譜帶寬。

波長鼓的使用：

由于氣溫變化造成波長尺的熱脹冷縮，必須在紫外，可見和紅外波段定期予以校正，校正時(shí)常用發(fā)射波長的低壓汞燈、氘燈。

1、狹縫散射函數(shù)：

單色儀從本質(zhì)上講，是波長連續(xù)可變的濾波器。根據(jù)濾波理論，一個(gè)濾波器的輸出信號是輸入信號和濾波器傳遞函數(shù)兩者的卷積。故濾波器輸出端的信號，一定要去除卷積，即解出卷積方程，才能得到真實(shí)信號。因?yàn)閱紊珒x的儀器函數(shù)不是一個(gè)δ函數(shù)，單色儀出射的量不會(huì)具有100%的純度。所以用單色儀測量一個(gè)光譜量，若不經(jīng)過狹縫函數(shù)的修正，必然會(huì)使光譜形狀發(fā)生畸變，俗稱儀器加寬，具體說就是譜線加寬和分辯率降低。為了簡化狹縫散射函數(shù)的確定，一般情況下應(yīng)把單色儀的入、出射狹縫設(shè)置成等寬度，因這時(shí)得到的狹縫函數(shù)形式上最簡單。

2、光譜分辯率：

經(jīng)過單色儀分光后的值是單色儀的帶寬和LED行業(yè)LE