为什么光谱仪不适应透镜使用

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一、紫外光谱仪的作用，测得是什么?

紫外/可见光谱仪，是利用紫外可见光谱法工作的仪器.普通紫外可见光谱仪，主要由光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录装置组成.紫外/可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜，主要使用反射镜，以防止由仪器带来的吸收误差.当光路中不能避免使用透明元件时，应选择对紫外/可见光均透明的材料（如样品池和参考池均选用石英玻璃）.紫外可见吸收光谱仪是紫外可见光谱仪中的用途较广的一种，其主要由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成.紫外/可见光谱仪主要用于化合物的鉴定、纯度检查、异构物的确定、位阻作用的测定、氢键强度的测定以及其他相关的定量分析之中，但通常只是一种辅助分析手段，还需借助其他分析方法，例如红外、核磁、EPR等综合方法对待测物进行分析，以得到精准的数据.下面列举两个紫外-可见光谱的重要应用：　　金属络合物的紫外-可见光谱主要分为三个谱带，首先，位于紫外区有配体-金属中心离子的电子转移跃迁谱带，其强度通常比较大；第二，有d-d跃迁谱带，其产生的原因是电子从中心离子中较低的d轨道跃迁到较高的d轨道，通常其强度比较弱，位于可见光区，它的最大吸收波长位置和强度与络合物宏观颜色及深浅相对应；第三，配位体内的电荷转移带，即配体本身的紫外吸收.因此，利用紫外-可见光谱法，可以研究金属离子与有机物配体之间的络合作用.　　紫外-可见光谱还可以用来表征金属纳米粒子的聚集程度.金属的表面等离子体共振吸收与表面自由电子的运动有关.贵金属可看作自由电子体系，由导带电子决定其光学和电学性质.在金属等离子体理论中，若等离子体内部受到某种电磁扰动而使其一些区域电荷密度不为零，就会产生静电回复力，使其电荷分布发生振荡，当电磁波的频率和等离子体振荡频率相同时，就会产生共振.这种共振，在宏观上就表现为金属纳米粒子对光的吸收.金属的表面等离子体共振是决定金属纳米颗粒光学性质的重要因素.由于金属粒子内部等离子体共振激发或由于带间吸收，它们在紫外-可见光区域具有吸收谱带.不同的金属粒子具有其特征吸收谱.因此，通过紫外-可见光光谱，特别是与Mie理论的计算结果相配合时，能够获得关于粒子颗粒度、结构等方面的许多重要信息.此技术简单方便，是表征液相金属纳米粒子最常用的技术.

二、紫外可见吸收光谱法的仪器组成

紫外可见吸收光谱仪由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成
普通紫外可见光谱仪，主要由光源、单色器、样品池(吸光池)、检测器、记录装置组成．为得到全波长范围(200～800-nm)的光，使用分立的双光源，其中氘灯的波长为185～395nm，钨灯的为350～800nm．绝大多数仪器都通过一个动镜实现光源之间的平滑切换，可以平滑地在全光谱范围扫描．光源发出的光通过光孔调制成光束，然后进入单色器；单色器由色散棱镜或衍射光栅组成，光束从单色器的色散原件发出后成为多组分不同波长的单色光，通过光栅的转动分别将不同波长的单色光经狭缝送入样品池，然后进入检测器(检测器通常为光电管或光电倍增管)，最后由电子放大电路放大，从微安表或数字电压表读取吸光度，或驱动记录设备，得到光谱图。
紫外、可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜，主要使用反射镜，以防止由仪器带来的吸收误差．当光路中不能避免使用透明元件时，应选择对紫外、可见光均透明的材料(如样品池和参考池均选用石英玻璃)．
仪器的发展主要集中在光电倍增管、检测器和光栅的改进上，提高仪器的分辨率、准确性和扫描速度，最大限度地降低杂散光干扰．目前，大多数仪器都配置微机操作，软件界面更贴近我们所要完成的分析工作．

光谱仪小百科|为什么准直镜如此重要？

2024-06-13 11:59·爱蛙iFrog

准直透镜是曲面光学透镜，可使进入光谱仪的光线准直。这些透镜可让用户控制其装置的视场角、采集效率和空间分辨率，并且配置用于取样的照明和采集角度。

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图1.使用准直透镜，用户可以控制进入样品或光谱仪的光的视场角（FOV），范围从接近0°到45°。

简而言之，准直镜可确保光线彼此平行传播，不会扩散到不需要的方向（图1）。海洋光学可提供单色和多色准直透镜，您可选择波长范围和焦距。

光谱系统中的准直透镜

海洋光学准直透镜可用于自由空间光学元件，可从开放光束和表面采集光能并将其定向到光谱仪，或者可以连接到光纤（图2）或集成于取样配件中。大多数透镜具有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；固定螺钉用来固定镜筒。

图2.准直透镜拧到SMA905端接光纤的端部。左侧透镜（84-UV-25）最适合在户外远距离准直光线的应用。

对于某些技术，准直光必须进入样品，穿过样品，然后传输到另一侧的光谱仪。比色皿支架透反射支架（如图3）是使用准直透镜的案例。在这些情况下，准直透镜从光源连接到光纤上，并从光纤连接到光谱仪上。

图3.在该配置中，连接到光纤的准直透镜位于实心玻璃样品的侧面。

准直镜——常见问题解答

以下是关于准直透镜的一些常见问题：

如何确定装置的光斑大小和焦距？对于点光源，可假定近准直，因此光束将为透镜的"透光"光圈。如果光纤接到透镜上，可以根据纤维的高度计算发散角。此信息可让您计算远处的光斑尺寸。

Tan(Theta)=（光纤高度）/（焦距）
焦距=光纤高度=（1/2）*纤芯芯直径
Theta=发散角

如何确定单透镜系统的发散度？使用单个透镜聚焦的光束发散度（a）为tan（a）=d/f，其中f为透镜的焦距，d为光圈或光纤直径。我们的标准（74系列）准直透镜具有10mm焦距和5mm直径。

海洋光学提供的光纤视场角是多少？我们光纤的视场角为~25°。准直透镜是可调节的，可让使用者建立从~0°到~45°的视场角度。

为什么要使用消色差准直透镜？像我们的74-ACR一样的消色差双色镜片由两个透镜组成，大大降低了色差。从而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"。包括绝对辐照度在内的应用可能从消色差透镜的使用中受益最多。

海洋光学准直透镜使用什么透镜材料？标准的74-VIS透镜是BK7玻璃，而消色差74-ACR透镜是BaF10和FD10熔融石英。所有其他准直透镜都使用Dynasil或Suprasil熔融石英。透镜镜筒为阳极氧化铝。

本文来源：海洋光学

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