光谱仪如何工作?



任何光谱仪的目的都是测量电磁辐射与样品的相互作用(吸收,反射,散射)或样品电磁辐射的发射(荧光,磷光,电致发光)。光谱仪涉及落在电磁光谱的光学区域内的电磁辐射,该电磁光谱是跨越光谱的紫外,可见和红外波长区域的光。

为了获得**大的信息,应根据波长测量光的相互作用或发射,因此所有光谱仪的共同特征是选择波长的机制。在低成本光谱仪中或在准确的波长选择不重要的情况下,光学滤光片用于隔离感兴趣的波长区域。然而,为了**地选择波长和产生光谱,需要将光分离成其组成波长的色散元件。在所有现代光谱仪中,此色散元件都是衍射光栅,其中相长干涉和相消干涉用于在空间上分离入射在光栅上的多色光

衍射光栅是单色仪的**组件,单色仪是用于从多色光源中选择特定波长的光的设备。在单色仪中,衍射光栅旋转以改变与出口狭缝对准并通过出口狭缝的波长。在所有分光光度计中都有激发单色仪,以选择所需的激发波长以从白光源到达样品,并通过扫描单色仪并测量信号变化来测量光谱激发波长。

为了检测样品发出的光,有两种方法。**个是发射单色仪,其使用与上述相同的原理工作,不同之处在于光源是来自样品的发射光,并且单色仪选择到达检测器的光的波长。第二种方法是使用称为光谱仪的阵列检测器(例如CCD摄像机)“一次”检测分散光的光谱。在所有荧光分光光度计和拉曼光谱仪中至少发现一个发射单色仪或光谱仪

光谱仪的类型

既然已经确定了光谱仪的**组件,那么可以讨论不同类型的光谱仪,它们的作用和基本设计。介绍了三种**常用的光谱仪:分光光度计,荧光分光光度计和拉曼光谱仪。