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光谱仪的构成和透射测定及其应用


光谱仪的构成和透射测定及其应用


构成

一台典型的光谱仪主要由一个光学平台和一个检测系统组成。包括以下几个主要部分：
1. 入射狭缝: 在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点。
2. 准直元件: 使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上，如凹面光栅光谱仪中的凹面光栅。
3. 色散元件: 通常采用光栅，使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。
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狭缝的像，其中每一像点对应于一特定波长。
5. 探测器阵列：放置于焦平面，用于测量各波长像点的光强度。该探测器阵列可以是CCD阵列或其它种类的光探测器阵列。

透射测定

光谱仪的透射率或它的效率可用辅助单色仪装置来测定。在可见和近紫外实现这些测量没有任何困难。测量通过**个单色仪的光通量，紧接着测量通过两个单色仪的光通量，以这种方式来确定**个单色仪的透射率。
**测量需要知道单色仪的**透射率：对于相对测量，以各种波长处的相对单位可以测量透射率。真空紫外线的这些测量有相当大的实验困难，因此通常使用辅助单色仪。在各种入射角的情况下分别测量衍射光栅的效率。在许多实验步骤中已成功地避免了校准上的困难。
曾经研究过光栅效率与波长、入射角、镀层厚度、镀层材料以及其它因素的关系。所有这些测量都指出，在许多情况下能量损失是非常显著的，并且光栅的效率低于1%，光栅的不同部分可能有明显不同的效率。

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。
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