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一、光谱仪小百科|为什么准直镜如此重要?

准直透镜在光谱仪中的重要性在于它们能够使进入光谱仪的光线准直，从而帮助用户控制其装置的视场角、采集效率和空间分辨率。海洋光学提供单色和多色准直透镜，用户可以根据波长范围和焦距进行选择。海洋光学的准直透镜适用于自由空间光学元件，能够采集光能并将其定向至光谱仪，亦能连接至光纤或集成于取样配件中。大部分透镜拥有SMA905连接口所用的内螺纹镜筒，内螺纹镜筒相对于调节焦距的镜片夹具滑动，通过固定螺钉固定。对于某些技术，准直光需要通过样品，穿过样品，然后传输至光谱仪，如比色皿支架透反射支架即是使用准直透镜的典型案例。在这些情况下，准直透镜用于连接光源至光纤，再将光传输至光谱仪。对于准直透镜的常见问题，包括如何确定装置的光斑大小和焦距，如何确定单透镜系统的发散度，以及海洋光学光纤的视场角是多少等，都有具体的解答。使用消色差准直透镜的原因在于降低色差，为采样装置提供一致的视场，消除最佳视场之外波长对光谱的"污染"。海洋光学提供的准直透镜使用BK7玻璃、BaF10和FD10熔融石英，或是Dynasil或Suprasil熔融石英作为透镜材料，镜筒为阳极氧化铝。

二、光谱仪简介

光谱仪，作为将复合光分解为光谱线的科学仪器，主要由棱镜或衍射光栅构成。通过光谱仪，可测量物体表面反射的光线。尽管阳光中的七色光是人类肉眼能识别的部分（可见光），但利用光谱仪分解阳光时，可见光仅占光谱中很小的范围，其余如红外线、微波、紫外线、X射线等均为人眼无法分辨的光谱。光谱仪通过抓取光信息，通过照相底片显影或电脑化显示数值，从而分析出物品中所含的元素。这种技术广泛应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

光谱仪的种类多样，包括在可见光波段使用的光谱仪、红外光谱仪及紫外光谱仪。按色散元件的不同，光谱仪分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。根据探测方法，光谱仪可分为直接观察的分光镜、利用感光片记录的摄谱仪以及利用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪则是专门输出单色谱线的光谱仪器，常与其他分析仪器配合使用。

以三棱镜摄谱仪为例，其基本结构包括狭缝、棱镜和感光片。狭缝与棱镜的主截面垂直，放置在透镜的物方焦面内，感光片则放置在透镜的像方焦面内。光源照明狭缝，形成在感光片上的光谱线。由于棱镜的色散作用，不同波长的谱线得以分开，从而获得入射光的光谱。普通光学玻璃仅适用于可见光波段，而石英可用于扩展至紫外区，红外区则通常使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。目前广泛使用的反射式光栅光谱仪，其光谱范围取决于光栅条纹的设计，可拥有较宽的光谱范围。

表征光谱仪基本特性的参量包括光谱范围、色散率、带宽和分辨本领。基于干涉原理设计的光谱仪，如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪，具有极高的色散率和分辨本领，常用于光谱精细结构的分析。

扩展资料

光谱仪，又称分光仪。以光电倍增管等光探测器在不同波长位置，测量谱线强度的装置。其构造由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上（或扫描某一波段）进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。

荧光光谱仪主要部件及功能

2023-04-06 07:15·东方闪光

荧光光谱仪主要包括光源、激发单色器、样品池、荧光单色器及检测器等主要部件。

1.光源

早期的荧光分光光度计，配有能发生很窄汞线的低压汞灯。使用高压汞灯，谱线被加宽，而且也存在高强度的连续带。然而，一个完整的激发光谱的测定需一种能发射从可见到紫外范围的较高强度的光辐射的灯。氙弧灯能适于此条件，因此，它是目前在荧光分光光度计中最广泛使用的光源。

2.单色器

单色器的作用是把光源发出的连续光谱分解成单色光，并能准确方便地“取出”所需要的某一波长的光，它是光谱仪的心脏部分。单色器主要由狭缝、色散元件和透镜系统组成，其中色散元件是关键部件。色散元件是棱镜和反射光栅或两者的组合，它能将连续光谱色散成为单色光。

(1)棱镜单色器

棱镜单色器是利用不同波长的光在棱镜内折射率不同将复合光色散为单色光的。棱镜色散作用的大小与棱镜制作材料及几何形状有关。常用的棱镜用玻璃或石英制成。可见分光光度计可以采用玻，它适用于紫外、可见整个光谱区。

(2)光栅单色器

光栅作为色散元件具有不少独特的优点。光栅可定义为一系列等宽、等距离的平行狭缝。光栅的色散原理是以光的衍射现象和干涉现象为基础的。常用的光栅单色器为反射光栅单色器，它又分为平面反射光栅和凹面反射光栅两种，其中最常用的是平面反射光栅。光栅单色器的分辨率比棱镜单色器分辨率高(可达±0.2nm)，而且它可用的波长范围也比棱镜单色器宽，且入射光80%的能量在一级光谱中。近年来，光栅的刻制复制技术也在不断地改进，其质量也在不断的提高，因而其应用日益广泛。

(3)狭缝

狭缝是单色器的重要组成部分，直接影响到分辨率。狭缝宽度越小，单色性越好，但光强度也随之减少。

3.样品池

荧光仪用的样品池需用低荧光的材料制成，通常用玻璃和石英材料，形状以方形和长方形为宜。

4.检测器

主要有硒光电池、光电管和光电倍增管等。目前来说由于荧光的强度较弱，一般以光电倍增管作检测器。选择光电倍增管要考虑响应波长、灵敏度和噪声水平等。蓝敏管对蛋白质、核酸的测量适用，而红敏管则适用于荧光染料检测。

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