对同光栅光谱仪

请问各位大侠，光栅光谱仪是种什么仪器，用来检测样品的什么指标呢？与荧光光谱仪有什么关系呢？

有谁用过平场光栅光谱仪，能否介绍一下什么意思 有哪些产品

有没有哪位大神知道哪个牌子的平面光栅光谱仪好？光栅摄谱仪是一米的好呢，还是两米的好？

请问：2米光栅光谱还有没有在用的？什么型号？主要指标是什么？

请教：我最近做了三个样品的红外光谱，能用得到的图谱与红外光栅光谱对比吗？红外光栅光谱与红外光谱是一回事吗？谢谢！

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=18701]光栅光谱仪.rar[/url]

请教高工们:我想了解一下光电光谱.火花光谱.光栅光谱仪.原子光谱究竟有什么区别啊!怎么有这么多啊!哪种最好?

在一个文档里看到的，贴出来分享下。摘自：文献1光谱仪微型化设计的实现得益于摄谱结构，最初的光学平台采用对称式 Czerny-Turner 分光结构， 荷兰 Avantes 公司生产的微小型光纤光谱仪即使用了这种光学平台设计 （图 1 所示） 。光信号由光纤传导经过一个标准的 SMA905 接口进入光谱仪内部，经球面镜准直，然后由一块平面光栅分光后，将入射光分成按一定波长顺序排列的单色光，再由聚焦镜聚焦到一维线性 CCD线性阵列探测器上进行检测。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902072108_131755_1786353_3.gif[/img][/center]全球最大的光纤光谱生产商美国 Ocean Optics 公司的 Michaeal J.Morris 等人研制的微小型光纤光谱仪则使用非对称交叉式 Czerny-Turner 分光结构（图 2 所示） ，此光学平台的设计是在 Czerny-Turner 结构基础上进行光路的改进，使光谱仪内部构件布局更紧凑，可进一步小型化(USB4000 系列光谱仪的尺寸规格仅为 89.1×63.3×34.4mm， 可以安装在一个小到足以放入手掌的测量平台)。与对称式 Crerny-Turner 结构相比，由于缩短了光程，使聚焦镜投射到线性CCD 阵列检测器的平行排列单色光展成呈一定角度的圆弧排列，会对光信号的检测会产生一定的非线性误差。 [center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902072108_131756_1786353_3.gif[/img][/center]摄谱结构的光学平台设计使微小型光纤光谱仪内部无活动构件，光学元件都采用反射式，可在一定程度上减少像差，并使工作光谱范围不受材料影响。仪器小型化全固定件的光学系统设计可适应高震动、狭窄空间等复杂的工况环境检测的需要。文献1：微小型光栅光谱仪在过程检测中的应用 [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=131782]微小型光栅光谱仪在过程检测中的应用 [/url]pdf格式的。

请问有没有WP1型光栅光谱使用时的操作说明书，还有就是在做地质样品的时候，前处理等需要注意些说明，能否帮忙详细说下。我刚接触这台仪器，小白一个，求帮助。(在回复贴中看到,特贴出来求助)

光栅作为重要的分光器件，它的选择与性能直接影响整个系统性能。光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成；复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱分辨率。◆如何选择光栅选择光栅主要考虑如下因素：1、光栅刻线，光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率，刻线多光谱分辨率高，刻线少光谱覆盖范围宽，两者要根据实验灵活选择；2、闪耀波长，闪耀波长为光栅最大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。如实验为可见光范围，可选择闪耀波长为500nm；3、使用范围，3、光栅效率，光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高，信号损失愈小。为提高此效率，除提高光栅制作工艺外，还采用特殊镀膜，提高反射效率。◆光栅方程反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽，一系列平行刻槽的间隔与波长相当，光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长，在大多数方向消失，只在一定的有限方向出现，这些方向确定了衍射级次。如图所示，光栅刻槽垂直辐射入射平面，辐射与光栅法线入射角为α，衍射角为β，衍射级次为m，d为刻槽间距，在下述条件下得到干涉的极大值：Mλ=d（sinα+sinβ）定义φ 为入射光线与衍射光线夹角的一半，即φ=(α-β)/2；θ 为相对于零级光谱位置的光栅角，即θ=(α+β)/2,得到更方便的光栅方程：mλ=2dcosφsinθ从该光栅方程可看出：对一给定方向β，可以有几个波长与级次m 相对应λ 满足光栅方程。比如600nm 的一级辐射和300nm 的二级辐射、200nm 的三级辐射有相同的衍射角，这就是为什么要加消二级光谱滤光片轮的意义。衍射级次m 可正可负。对相同级次的多波长在不同的β 分布开。含多波长的辐射方向固定，旋转光栅，改变α，则在α+β 不变的方向得到不同的波长。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703121735_01_1841897_3.jpg

[font=宋体]光栅作为分光器件的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器所占比例很大，由于使用全息光栅，[/font][font=宋体][font=宋体]使光栅的质量大大提高，没有鬼线，杂散光很低，使光栅分光系统的光学性能有很大的提高。其中一种光栅分光系统采用精密波长编码技术的扫描技术，通过精密控制光栅的转动实现单色光的获取，如图[/font][font=Times New Roman]2-4[/font][font=宋体]所示；另一种技术路线是采用固定凹面光栅的同时配上多通道检测器，如图[/font][font=Times New Roman]2-5[/font][font=宋体]所示，检测器的不同通道单元接收不同波长的单色光，该方式改变了光谱扫描的方式，光谱读取的速度大大提高。上述两种光栅分光光谱仪器价格适中，对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的普及与推广起很大作用。其中采用阵列检测器的光栅光谱仪因为没有任何移动部件，一般认为仪器的稳固程度较高，非常适宜用于在线系统。[/font][/font][align=center][img=,228,183]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251642251485_5277_4070220_3.png!w397x413.jpg[/img][font=宋体] [/font][img=,229,183]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251642298588_3148_4070220_3.png!w491x346.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2-4[/font][font=宋体]光栅扫描型分光系统示意图图[/font][font=Times New Roman]2-5[/font][font=宋体]固定光栅[/font][/font][font='Times New Roman']—[/font][font=宋体]多通道传感分光系统示意图[/font][/align]

关键词： Matlab 光学 GUI 光栅衍射 光谱级次重叠http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241926_385835_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241927_385836_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241927_385838_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241927_385839_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241927_385840_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241927_385841_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241928_385842_1786353_3.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241928_385843_1786353_3.gif预备知识讲完了，看看这个演示程序。我做的这个GUI是根据Matlab官网上的一个代码改的。原作者的如下图：这个图，主要就是用光栅方程来画的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241929_385845_1786353_3.gif这个界面代码这里下： http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=385851这个作者的代码放在Matlab官网的file exchange里：想看的可以下：http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=386146我做的界面如下： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208241929_385846_1786353_3.gif我的这个这里下（我都觉得不能看了）：http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=385850附件里有源代码。压缩包里有编译好的exe文件，不过要想演示的话，需要在安装了Matlab的机子上。在没有安装Matlab的机子上要想运行这个exe文件，也需要安装Matlab的MCRInstaller.exe，来生成运行exe需要的函数库支持。这个MCRInstaller有300多M，所以还是安个Matlab好些。下面是一个网上的代码。其可以实现：模拟波动光光学的实验现象，包括小孔衍射，单缝衍射，双缝衍射，分振幅，分波面干涉，以及多光路干涉。看它的GUIhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208252225_386144_1786353_3.gif这个界面做的很好，对我来说还可以学习一下别人怎么做的。代码在这里下：http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=386145我改的代码的原作者的信息在M文件里是：Tom O'Haver, toh@umd.edu后来在网上找到个代码，是他2006年编的，我改的那个是2011年编的，其实我感觉2006年的那个更好。如下图他做的：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208252244_386147_1786353_3.gif他这个代码文档里，还有很多其他的M文件，如下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208252247_386148_1786353_3.gif这些可以这里下载：http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=386149其实主要是还是问题的数学模型，有了模型，GUI实现还是相对容易的。不知道Matlab会不会出 optics application toolbox呢。网上有一本书 《MATLAB及其在大学物理课程中的应用》，这个里面的光学部分，有一些例程。http://ishare.iask.sina.com.cn/f/19225030.html?from=like

我单位相册矿石中的元素，要一台实验室设备，听说有一款两米光栅光谱仪可以，请推荐一款国外先进的两米光栅光谱仪，价格不要太贵，谢谢。

光谱仪工作原理光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、质控等方面都发挥着极大的作用。无论是穿透吸收光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，获得单波长辐射是不可缺少的手段。由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围（UV-IR），高光谱分辨率（0.001nm），自动波长扫描，完整电脑控制功能，极易和其它周边设备配合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅光谱仪已成为光谱研究的首选。在光谱学应用中，获得单波长辐射是不可缺少的手段。除了用单色光源（如光谱灯、激光器、发光二极管）、颜色玻璃和干涉滤光片外，大都使用扫描选择波长的单色仪。尤其是当前更多地应用扫描光栅单色仪，在连续的宽波长范围（白光）选出窄光谱（单色或单波长）辐射。　　当一束复合光线进入光谱仪的入射狭缝，首先由光学准直镜准直成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长（颜色）。利用不同波长离开光栅的角度不同，由聚焦反射镜再成像于出射狭缝。通过电脑控制可精确地改变出射波长。光栅基础　　光栅作为重要的分光器件，他的选择与性能直接影响整个系统性能。为更好协助用户选择，在此做一简要介绍。　　光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂有金属的表面上机械刻划而成；复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱分辨率。光栅方程　　反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽，一系列平行刻槽的间隔与波长相当，光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长，在大多数方向消失，只在一定的有限方向出现，这些方向确定了衍射级次。如图1所示，光栅刻槽垂直辐射入射平面，辐射与光栅法线入射角为α，衍射角为β，衍射级次为m，d为刻槽间距，在下述条件下得到干涉的极大值：mλ=d（sinα+sinβ）　　定义φ为入射光线与衍射光线夹角的一半，即φ=（α-β）/2；θ为相对与零级光谱位置的光栅角，即θ=（α+β）/2,得到更方便的光栅方程：　　mλ=2dcosφsinθ　　从该光栅方程可看出：　　对一给定方向β，可以有几个波长与级次m相对应λ满足光栅方程。比如600nm的一级辐射和300nm的二级辐射、200nm的三级辐射有相同的衍射角。　　衍射级次m可正可负。　　对相同级次的多波长在不同的β分布开。　　含多波长的辐射方向固定，旋转光栅，改变α，则在α+β不变的方向得到不同的波长。如何选择光栅选择光栅主要考虑如下因素：刻槽密度G=1/d，d是刻槽间隔，单位为mm。闪耀波长　　闪耀波长为光栅最大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实际需要波长附近。如实际应用在可见光范围，可选择闪耀波长为500nm。光栅刻线　　光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率，刻线多光谱分辨率高，刻线少光谱覆盖范围宽，两者要根据实验灵活选择。光栅效率　　光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高，信号损失愈小。为提高此效率，除提高光栅制作工艺外，还采用特殊镀膜，提高反射效率。光栅光谱仪重要参数：分辨率（resolution）　　光栅光谱仪的分辨率R是分开两条临近谱线能力的度量，根据瑞利判据为：　　R==λ/Δλ　　光栅光谱仪有实际意义的定义是测量单个谱线的半高宽（FWHM）。实际上，分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数等。　　R∝M.F/WM－－光栅线数　　F－－谱仪焦距　　W－－狭缝宽度色散　　光栅光谱仪的色散决定其分开波长的能力。光谱仪的倒线色散可计算得到：沿单色仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化，即：Δλ/Δχ=dcosβ/nF　　这里d、β、F分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距，n为衍射级次。由方程可见，倒线色散不是常数，它随波长变化。在所用波长范围内，改变化可能超过2倍。根据国家标准，在本样本中，用1200l/mm光栅色散的中间值（典型的为435.8nm）时的倒线色散。带宽　　带宽是忽略光学像差、衍射、扫描方法、探测器像素宽度、狭缝高度和照明均匀性等，在给定波长，从光谱仪输出的波长宽度。它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。例如，单色仪狭缝为0.2mm，光栅倒线色散为2.7nm/mm，则带宽为2.7*0.2=0.54nm。波长精度、重复性和准确度　　波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级，单位为nm。通常，波长精度随波长变化，本样本中为最坏的情况。　　波长重复性是光谱仪设定一个波长后，改变设定，再返回原波长的能力。这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。卓立汉光的光谱仪的波长驱动和机械稳定性极佳，其重复性超过了波长精度。　　波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差别。每台单色仪都要在很多波长检查波长准确度。F/#　　F/#定义为光谱仪的直径与焦距的比值。这是对光谱仪接收角的度量，这是调整单色仪与光源及探测器耦合的重要参数。当F/#匹配时，可用上光谱仪的全部孔径。但是大多数单色仪应用长方形光学部件。这里F/#定义为光谱仪的等效直径与焦距的比值，长方形光学件的等效直径是具有相同面积的园的直径

光谱仪有多种类型，除在可见光波段使用的光谱仪外，还有 红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分，有直接用眼观察的分光镜，用感光片记录的摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的 光谱仪器，常与其他分析仪器配合使用。 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。

1 衍射光栅　　平行、等宽而又等间距的多缝装置称为衍射光栅。它是利用光的衍射和干涉现象进行分光的一种色散元件，衍射光栅有透射式和反射式两种，光谱仪常用的是反射光栅，它的缝是不透明的反射铝膜。在一块极其平整的毛坏上镀上铝层，刻上许多平行、等宽而又等距的线槽，每条线槽起着一个“狭缝”的作用，每毫米刻线有1200条、2400条或3600条，整块光栅的刻线总数几万条到几十万条。　　反射光栅从形状上可分为平面光栅，凹面光栅和阶梯光栅，　　从制作方法上又可分为机刻光栅和全息光栅。　　在一般的反射光栅中，由于光栅衍射中没有色散能力的零级衍射的主极大占去衍射光强的大部分(80%以上)，随着主极大的级次增高，光强迅速减弱(见下图)。因此，使用这种反射光栅时，其一级较弱，二级衍射更弱。为解决这个问题，将光栅的线槽刻成锯齿形，使其具有定向“闪耀”能力，把能量集中分布在所需的波长范围。光栅复制技术的发展，大大降低了生产成本并缩短生产周期，使光栅得到广泛应用1.1平面反射光栅　　1) 光栅方程　　根据光的衍射和干涉原理，当平行光束以α角入射于光栅时，则在符合下述方程的角β方向上获得最大光强。　　d(sinα+sinβ)=ml (m=0 ±1 ±2)　　其中d-光栅常数，即相邻两缝的间距，α-入射角，β-出射角，m-衍射级次，或称为光谱级次，l-衍射光的波长。　　2) 平面反射光栅的特点　　a) 根据光栅方程，当光栅常数d为定值时，对于同一方向(α一定)入射的复合光在同级光谱(m一定)中，不同波长l有不同的衍射角β与之对应，因而可在不同的衍射方向获得不同波长的谱线(主极大)。这就是光栅的色散原理。　　b) 对一定波长l的单色光而言，在光栅常数d和入射角α固定时，对于不同级次m(m=0 ±1 ±2……)可得到不同角β的衍射光，即同一波长可以有不同级次的谱线(主极大)。　　c) 对于复合光，当m=0时，在β=-α的方向上，任何波长都可使光栅方程成立，即在此方向上，光栅的作用就象一面反射镜一样，将得到不被分光的零级光谱，入射光束中的所有波长都叠加在零级光谱中。当d和α为固定值时，对于不同波长、不同级次的光谱，只要其乘积ml等于上述定值，则都可以在同一衍射角β的方向上出现,即　　m1l1=m2l2= m3l3=……　　例如，一级光谱中波长为l的谱线和波长为l/2的二级谱线，波长为l/3的三级谱线…… 重叠在一起(如图)。这种现象称为光谱级次的重叠。它是光栅光谱的一个缺点，对光谱分析不利，应设法予以清除。在平面光栅光谱仪中，常用不同颜色的滤光片来消除这种级次重叠。同时为了获得足够的光能量，在ICP光谱分析中，通常选择第一级次(m=1)或第二级次(m=2)的光谱谱线。　　3) 平面光栅光谱仪的主要性能　　a) 色散率：光谱在空间按波长分离的程度称为色散率，其表示方法有角色散率(dβ/dl)和线色散率(dl/dl)两种，通常以线色散率倒数dl/dl表示仪器的色散能力，其单位为nm/mm。　　光栅的角散率：dβ/dl=m/(d٠cosβ)　　由此可见，角色散率与光谱级次m成正比。对于给定的波长范围，由于平面光栅的β较小(0-8°)，cosβ变化不大(1-0.99)，因而在同一个级次下，角色散率几乎不变;二级光谱的角色散率为一级光谱角色散率的两倍。　　在Ebert装置的平面光栅仪中，焦平面与光轴垂直, β=0-8°时，cosβ»1。此时线色散率倒数为：　　dλ/dl@d/(f·m) f为成像物镜的焦距。　　可见，线色散率倒数与成像物镜的焦距f、衍射光谱级次m成反比，即采用长焦距和高衍射级次的光谱有利于提高线色散率。同时平面光栅光谱仪的线色散率倒数只有在β角很小的情况下才接近常数，即随波长的增加，线色散率倒数几乎不变。　　b) 分辨率：仪器的分辨率又称分辩本领，是指仪器两条波长相差极小的谱线，按Rayleigh原则可分开的能力。所谓Rayleigh原则，指一条谱线的强度极大值恰好落在另一条强度相近的谱线的强度极小值处，若此时这两条谱线刚能被分开，则这两条谱线的平均波长λ与波长差Δλ之比值，称为仪器的理论分辨率 R，即R=λ/Δλ。对于平面光栅，理论分辨率R=λ/Δλ=m·N，由此表明光栅的分辨率为光谱级次m与总刻线N的乘积，不随波长改变而改变。　　当级次m增加时，角色散率、线色散率及分辨率均随之增加。这时光栅偏转的角度也越大，它在衍射方向的投影也越少，因而光栅的有效孔径也随之越小，因此，光谱强度也相应减弱。　　实际分辨率由于受许多客观误差因素的影响，总是比理论分辨率差，一台单色仪的分辨率是它能分辨的最小波长间距，这个波长间距不但有赖于仪器的分辨本领，而且也与狭缝的宽度、狭缝的高度及光学系统的完善性有关。在扫描式单色仪中，分辨率通常用半强度带宽值报出　　1.2闪耀光栅　　前面介绍的一般光栅具有色散能力。但衍射能量的80%左右集中在不分光的零级光谱中，而有用的一、二级光谱依次减弱，因而实用价值很低。为了克服这一缺点，适当地改变反射光栅的刻槽形状，使起“狭缝”作用的反射槽面和光栅平面形成一定的倾角e，如图，即可将入射光的大部分能量集中到所需衍射级次的某个衍射波长附近，该波长称为“闪耀波长”，这种现象称为光栅的闪耀作用，这种光栅称为闪耀光栅，也称小阶梯光栅，倾角e为闪耀角。　　闪耀光栅的主要好处在于可使光能量集中在第一光谱级次(m=1)的λb与第二光谱级次(m=2)的λb/2附近。　　a) 在“自准”条件下(a=b=e)，闪耀波长与闪耀角的关系为2dSine=m·λbm，可根据需要的闪耀波长λbm来设计相应的闪耀角e。　　b) 光栅的闪耀并非只限于闪耀波长，而是在该闪耀波长附近的一定范围内也有相当程度的闪耀。　　c) 闪耀光栅的特性。这种光栅的一级闪耀波长λb1=560nm，有86%的光强集中在一级，而其余14%被分配在零级和其他各级中。从该图可以看出，该光栅的二级光栅光谱的闪耀波长λb2=560/2=280nm，实际上，光强的分布难与理论值完全相符，因为光栅刻线形状不可能精确

光栅光谱仪与红外、分子荧光光谱有什么区别

这个问题困扰了我好几天了。我不是学物理的，对光学更是@#￥%@#￥%。我工作的单位有一台多功能读板机，或者，叫酶标仪（就是一种高通量的分光光度计）。据工程师说，它的分光原理是采用两块光栅级联进行分光的，可以保证射到样品上的光更纯。本着打破沙锅问到底的精神，我查了好几天资料，发现有几个问题让我极度困扰。1、光栅光谱的谱级分离问题。根据光栅公式可知，光栅分出来的不同级次的光会有重叠。这是光栅本身的性质和光的波长决定的。一级光谱的800 nm的光、二级光谱的400 nm的光以及三级光谱的267 nm的光谱出射角是一样的，它们仨是叠在一起的。这样的三束光再入射到下一级光栅，那出射角不是还一样吗？怎么能把它们仨分开啊？说得具体点，这种光谱仪是怎么得到800 nm的光的？2、我在网上看到很多地方都说，光栅单色器多数使用的是滤光片+光栅的分光模式。还用上面那个例子，如果想要得到800 nm的光，只需要用滤光片去掉800 nm以下的光就行了。这个我可以理解。但为什么现在的高级光谱仪都弃用了这种设计？比如岛津的UV2700就是使用的双光栅单色器。双光栅单色器相比于滤光片+光栅的单色器有什么优点，同时又有什么缺点。

线色散率、分辨率、集光本领是评价光谱仪性能的重要指标，而这些性能又主要取决于所采用的色散元件—光栅，制造高性能的光栅一直是光谱仪技术追求的目标。ICP分光系统中，全直谱图的很多都是采用中阶梯光栅。从光栅色散率公式可知，在自准条件下（a=b=e）dl/dλ=(m·f)/(d·cosb)提高线色散率可采用长焦距f、大衍射角b、高光谱级次m、减少两刻线间的距离d（提高每毫米刻线数）。从光栅分辨率公式可知R=λ/Dλ=m·N提高分辨率可增加光栅刻线总数N、用高衍射级次来解决。在常规的光栅设计中，都是通过增加每毫米刻线数来提高线色散率和分辨率。事实上由于制造技术及成本原因，精确、均匀地在每毫米刻制2400条线已很困难，采用全息技术制造的全息光栅最高可达10000条，但由于槽面成正弦形，使闪耀特性受影响，集光效率下降。1949年美国麻省理工学院的Harrison教授摆脱常规光栅的设计思路，从增加衍射角b，利用“短槽面”获得高衍射级次m着手，增加两刻线间距离d的方法研制成中阶梯光栅（Echelle），这种光栅刻线数目较少（8～80条），使用的光谱级次高（m=28～200），具有光谱范围宽、色散率大、分辨率好等突出优点。但由于当时无法解决光谱级次间重叠的问题，在五、六十年代未受到重视，直到七十年代由于实现了交叉色散，将一维光谱变为二维光谱，方得到实际应用。随着九十年代初二维半导体检测器（CID）和(CCD)的应用，中阶梯光栅的优点才在ICP光谱分析中充分的展现出来。光栅方程d(Sina+Sinb)=mλ 同样也适用于中阶梯光栅。在“自准”（a=b=e）时，m=2d·Sine/λ。中阶梯光栅不同于平面光栅，采用刻槽的“短边”进行衍射，即闪耀角e很大（60°- 70°）；采用减少每毫米刻线数，即增大光栅常数d，因此，光谱级次m大大增加。例如IRIS Ad.全谱直读ICP的光栅刻线为52.6条/mm，闪耀角e=64°，可计算出对应λ=175nm的光谱级次m=189级，对应λ=800nm的光谱级次m=42级。对于衍射级次从42～189时，其闪耀波长分别在800～175nm光谱分析段内，且这些闪耀波长间隔较近，即形成全波长闪耀。中阶梯光栅的角散率：db/dλ=(2·tgb)/λ线色散率 dl/dλ=(2·f·tgb)/λ分辨率 R=λ/Dλ=2·W/(λ·Sinb)从上面三个公式可知，中阶梯光栅的角色散率、线色散率和分辨率都与衍射角b有关，并随着b增大而增大。因此，只要取足够大的b值（取闪耀角接近衍射角b=64°），即相当于在较高级次下工作，就能获得很大的角色散率、线色散率和分辨率。对于一般平面光栅，线色散率dl/dx =(f·m)/d，必须依靠增大仪器的焦距f，减小刻线间距d（增加刻线条数）来增加线色散率。而中阶梯光栅由于角色散率很大，不必依赖焦距的增加，就能获得较大的线散率。例如焦距1米，3600条/mm的平面光栅在200nm处，一级光谱的倒数线色散率仅为0.22nm/mm，而0.5米焦距，52.6条/mm的中阶梯光栅光谱仪在168级处同一波长的倒数线色散率可达0.14nm/mm。由于中阶梯光栅的角色散率足够大，焦距反而可缩小（如0.5米），因此，仪器光室的体积大为缩小，使相对孔径变大，光谱光强也得到提高。由于线色散率大，中阶梯光栅每一级光谱的波长范围相当小，在这个范围内各波长的衍射角基本一致，而且各级基本上是在同一角度下（闪耀角）观察整个波长范围，所以均可达到很大闪耀强度，即“全波长闪耀”。另外，这种中阶梯光栅它们相邻的衍射光谱级次之间的能量分布如上图所示，从图中可以看出，同一波长的入射光的能量多被分布在两个相邻衍射光谱的级次里，由于最佳闪耀波段两侧能量锐减，如图中虚线下方所示。故入射光强能量几乎都被集中到如图中虚线上方的闪耀波段中的该波长上，由此可知，中阶梯光栅在175~800nm全波段范围内均有很强的能量分布，中阶梯光栅其光谱图象可聚焦在200 mm2的焦面上，非常适合于半导体检测器来检测谱线。中阶梯光栅光谱仪各级之间的重叠用交叉色散棱镜的办法来解决，即棱镜的色散方向与中阶梯光栅的色散方向互相垂直，这样在仪器的焦面上形成二维光谱图象。

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最近在做一个光谱仪的样机，发现很多光栅光谱仪的扫描顺序是从大波长到小波长，请问有谁知道原因吗？为什么不是从小波长到大波长？谢谢先！

光谱仪光栅哪里有卖？朋友想打听一下。

为什么ATR附件都是匹配傅里叶光谱仪使用？能匹配光栅光谱仪使用吗？若不能，为什么？求回答，谢谢！http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09505.gif

摘要：杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,紫外波段的杂散光对光谱分析尤为不利.为了考察平面刻划光栅用于光谱仪器时产生的杂散光,采用标量衍射理论数值分析了杂散光产生的原因.数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感.提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系,从而分别为在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论依据.最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对4个不同波长的杂散光进行了多次测量.结果表明,当刻槽周期随机误差、刻槽深度随机误差和表面随机粗糙度分别取0.8 nm、 0.5 nm和1.2 nm时,理论值和实验值的相对误差可控制在13%左右地址：http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=272139

最近在做一个光谱仪的样机，发现很多光栅光谱仪的扫描顺序是从大波长到小波长，请问有谁知道原因吗？谢谢先！

看到 连续光源火焰/石墨炉原子吸收光谱仪，使用的是高聚焦短弧氙灯。光学系统为高分辨率的中阶梯光栅光谱仪，达到2pm的光学分辨率，波长范围189-900nm；检测器为紫外高灵敏度的CCD线阵检测器。 俺的问题就是，海洋光纤光谱仪中的LIBS和这款连续光源光谱有没有什么关系呢？记忆中多数的AAS是PMT的光电倍增管检测器，而这个连续光源的却用的是CCD检测器，好像和了解中的LIBS有相似之处，尤其火焰检测这块相似，但是石墨炉的好像灵敏度比LIBS高很多，有哪个专家或者老师能给咱们解释解释呢？？？

光纤光谱仪是一种用于检测电磁谱中特定区域的光特性的仪器。它收集光，然后将其进行光谱色散，最后将光信号重构像为一系列的单色影像，从而对其进行检测。 入射狭缝：是指将入射的光学信号构建成一个明确的物像；准直部分： 使光学信号的光线平行。该准直器可以为透镜、反射镜或色散元件的部分功能，如在凹面光栅光谱仪中的凹面光栅的部分功能；色散部分：通常采用光栅，将平行光在空间上进行色散；聚焦部分：收集色散的光学信号，使得大部分入射狭缝的单色影像聚焦于焦平面；阵列检测器：放置于焦平面，从而检测大部分单色影像的光强度。该检测器可以是CCD阵列或其它的光检测阵列。光纤光谱仪的性能可以用以下六个参数来体现：光谱覆盖范围：指的是光信号能被光纤光谱仪检测到的波长范围。光谱分辨率：能被光纤光谱仪分辨开的最小的波长差值，光谱分辨率与光谱仪的光谱覆盖范围、狭缝宽度、检测器的像元宽度及像元数密切相关。灵敏度：能被光纤光谱仪检测到的最小的光能量，它取决于光谱仪的光通量与检测器的光感应灵敏度。动态范围：可被光纤光谱仪测量到的最大与最小光能量的比值。信噪比：光纤光谱仪的信号能量水平与噪声水平的比值。光谱获取速度：在一定的入射光能量水平下，光纤光谱仪产生可测量到的信号并获得谱图所需的时间。对于光纤光谱仪来说，这六个参数是密切相关，互相影响的。

ICP光谱仪是当前光谱分析中非常迅速非常灵敏的一种仪器。　　ICP光谱仪三大主要部分：　　一是激光光谱的光源 　　二是光谱仪系统，使不同波长的光聚焦在仪器上的特定位置。　　三是用置于焦点上的探测器来量光的强度。近代的光谱仪大都采用微型计算机处理实验结果。　　它是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。它密封在一个温度稳定的恒温机箱里，设计小巧，操作简易，设备的搬运和操作只要一个人就能完成。　　它具有样品用量少，应用范围广且快速，灵敏和选择性好等特点。　　ICP光谱仪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。

光谱仪器的主要特性有：光谱覆盖范围、 色散率、分辨率、灵敏度 、动态范围 、信噪比，光谱获取速度等。对于阵列式光谱仪来说，这七个参数是密切相关，互相影响的。一、 光谱仪主要参数 （1）光谱覆盖范围（DL） 指能被光谱仪检测到的光信号的波长范围。它主要取决于光谱仪器所使用光学元件的透射或反射光谱及探测器的光谱响应范围。例如，玻璃棱镜的光谱仪光谱范围在400-1000nm；低于400nm就需要使用萤石或石英，大于1000nm需要使用红外晶体材料。而对光栅光谱仪来说，理论上改变光栅表面反射膜层的光谱反射率，就能覆盖整个光学光谱；实际光栅光谱仪的光谱覆盖范围与光谱仪的有效焦距、衍射光栅的刻线数(groove/mm，g)、检测器的宽度(Wd)密切相关，其计算公式如下。DL = Wd × 106× cos(B)/(m×g×F) 式中m是衍射光栅的衍射级数B是衍射光栅的衍射角F为聚焦部分的焦距。从公式可以看出，光谱仪的光谱覆盖范围与光谱仪的有效焦距和光栅刻线数成反比，与光谱仪检测器的长度成正比。另外，光谱覆盖范围的中心波长的选择对光谱覆盖范围也有一定的影响。 （2）色散率 对于经典光谱仪，色散率表明从光谱仪器色散系统中射出的不同波长的光在空间彼此分开的程度，或者会聚到焦平面上彼此分开的距离。前者称为角色散率，后者称为线色散率。角色散率表明两不同波长的光彼此分开的角距离，定义为。光栅光谱仪的角色散率表达式如式所示。http://www.wiyiqi.cn/uploads/allimg/150505/1-150505105412546.jpg式中 为两不同波长的光经色散系统后的偏向角之差； 为两不同波长的差；m是衍射光栅的衍射级数；d为光栅常数；0为光栅衍射角；其单位为rad/nm；角色散率的大小由色散系统的几何尺寸和安放位置决定。如果入射光的衍射角 很小，则 值近似为1，那么角色散率 近似为常数，即 与成近似的线性关系；通常把这种色散率近似等于常数的光谱称着“正常光谱”或“匀排光谱”，这是光栅光谱仪的一个重要特点。在应用中直接近似为线性关系，按线性比例关系能够大概算出谱线的空间位置。线色散率表明不同波长的两条谱线在成像系统的焦平面上彼此分开的距离，定义为，单位为mm/nm。在光栅光谱仪中，角色散率与线色散率的关系如下式所示。http://www.wiyiqi.cn/uploads/allimg/150505/1-150505105941649.jpg式中f为聚焦成像系统的焦距； 为两不同波长的谱线之间的距离； 为两不同波长谱线的差。 （3）分辨率 指能被光谱仪分辨开的最小波长差值，是光谱仪器极为重要的性能参数。色散率只表明两不同波长的光谱分开的角度、距离程度，没有考虑光谱线的宽度；它并不能表征两不同波长谱线能否被分辨开来。为了描述两不同波长谱线能否被分辨出来，需在考虑色散率的基础上，再考虑其谱线强度发布轮廓。光谱线的强度发布轮廓是一个复杂函数，它与谱线的真实轮廓、仪器的色散系统、所用狭缝宽度及光学系统的像差等因素有密切关系，在实际应用中难以作为指标使用；因此，一般采用理论分辨率的概念。瑞利认为，当两条强度发布轮廓相同的谱线的最大值和最小值相重叠时，它们就能够被分辨出来。此时，瑞利准则有两个前提条件：一是假设两条谱线通过光谱仪器以后，其强度发布轮廓是完全相同的；二是假设接收系统的灵敏度大于或等于20%。实验证明，瑞利准则是很严格的。所以在实际应用中，通常定义半峰全宽值（FWHM）作为光谱分辨率，即一窄带谱线在光谱仪中所测得的谱线轮廓下降到最大值的一半时所对应的轮廓宽度。在采用固态传感器的微小型光纤光谱仪中，其光谱分辨率与光谱仪的光谱覆盖范围、狭缝宽度、检测器的像元宽度及像元数密切相关，其计算公式如式所示。 R= (DL/n) × (Ws/Wd)× RF 式中DL为光谱覆盖范围，n为检测器像元数，DL/n 表示了每个像素点所接收的波长范围，因此常称为像素分辨率。Ws为狭缝宽度，Wd为检测器宽度，RF为分辨率因子，由Ws与Wd的比值决定。 （4）灵敏度 指能被光谱仪检测到的最小光能量。光谱仪的灵敏度取决于光谱仪的光通量与检测器的光感应灵敏度。光谱仪的光通量大小可通过光谱仪的f来体现，f越大，其光通量越小，f越小，其光通量越大；另外光通量与光谱仪的狭缝成正比，狭缝越大，光通量越大，狭缝越小，光通量越小。而检测器的光感应灵敏度与其材料特性和电子结构相关。 （5）动态范围 指可被光谱仪测量到的最大与最小光能量的比值。探测器阵列的动态范围常常用来作为衡量光谱仪性能规格的参考。一般来说，检测器的动态范围越大，其所检测的光强度范围越大，光谱仪的信噪比与稳定性也就相对更好。注：不同的器件制造厂家具有对动态范围具有不同的定义。对于非科学级浅量阱的器件来说，常常使用饱和信号与暗噪声信号的比值来定义。对于科学级器件来说，则常常采用量阱深度与读出噪声的比值来定义。比值越大，动态范围越高，因此光谱仪性能也就越好。 （6）信噪比 指光谱仪的光信号能量水平与噪声水平的比值。它与光谱仪的探测器性能、电路噪声和光路杂散光相关。对于实际应用来说，光谱仪的信噪比越高，其测量值的偏差就越小。而且测量的检测限也与信噪比直接相关。一般来说，测量的检测限就定义为在信噪比为3时可成功测量到的信号水平。 （7）光谱获取速度 指在一定的入射光能量水平下，光谱仪产生可测量到的光信号并获得光谱图所需的时间。光谱获取速度与光谱仪的灵敏度、光谱仪的读出速度及PC接口速度成正比。光谱仪的读出速度主要与光谱仪内置A/D转换器相关，而PC接口速度是限制光谱获取速度的一个重要因素，一般来说，采用USB2.0接口最快可达到100张谱图/秒的获取速度，而RS232接口最多只能达到2张谱图/秒的速度(以上速度是基于最短积分时间的基础上)二、光谱仪性能评价指标 从上述分析可知微小型光纤光谱仪主要有三大核心部分，决定了光谱仪的主要性能指标： （1）入射狭缝 入射狭缝直接影响光谱仪的分辨率和光通量。光谱仪的检测器最终检测到的是狭缝投射到检测器上的像，因此狭缝的大小直接影响到光谱仪的分辨率，狭缝越小，分辨率越高，狭缝越大，分辨率越低；另外狭缝是光进入光谱仪的门户，其大小也直接影响到光谱仪的光通量。狭缝越大，光通量越大，狭缝越小，光通量越小。 （2）衍射光栅 衍射光栅将从狭缝入射的光在空间上进行色散，使其光强度成为波长的函数。它是光谱仪进行分光检测的基础，是光谱仪的核心部分。对于一个给定的光学平台和阵列式检测器，我们可以通过选择不同的衍射光栅来对光谱仪的光谱覆盖范围，光谱分辨率和杂散光水平进行额外的控制。 （3）探测器 探测器是光谱仪的最核心部分，直接决定了光谱仪的光谱覆盖范围、灵敏度、分辨率及信噪比等指标。一般来说，探测器的材料决定了其光谱覆盖范围，硅基检测器其波长覆盖范围一般为190-1100nm，而InGaAs和PbS检测器覆盖900-2900nm的波长范围。而探测器的工作原理、制造方法及掺杂材料决定了其灵敏度、覆盖范围和信噪比等指标。（选自网络）