光谱仪结构

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拉曼光谱仪器的构成及各部分的作用

拉曼光谱仪器的构成及各部分的作用

拉曼光谱仪器的构成及各部分的作用
拉曼光谱仪是一种用于研究物质的分子结构和化学成分的仪器。

它主要由以下几个部分组成:
1. 激光源:激光源产生单色、单频、高亮度的激光光束,通常使用氩离子激光器、二极管激光器等。

2. 光学系统:光学系统包括透镜、反射镜和光栅等元件,用于对激光光束进行聚焦、衍射和分光,以及将样品上的散射光收集并传送到探测器上。

3. 样品室:样品室是放置待测样品的区域,通常有一个可调节的样品台,用于固定和定位样品。

4. 探测器:探测器用于接收样品产生的散射光,并转换为电信号。

常用的探测器包括光电二极管 (PD)、多道光电二极管阵列 (PDA) 和电荷耦合器件 (CCD) 等。

5. 分光光学系统:分光光学系统通过光栅或其他衍射元件将散射光按波长进行分离和选择,以便进行光谱分析。

6. 数据处理系统:数据处理系统包括计算机和相关的软件,用于控制光谱仪的操作、采集和处理光谱数据,并提供可视化的结果和分析报告。

拉曼光谱仪的工作原理是基于拉曼散射现象,当激光光束通过样品时,部分光子与样品中的分子相互作用,发生能量转移,产生了拉曼散射光。

通过测量和分析这些散射光的强度和频率变化,可以得到样品的拉曼光谱,从而了解样品的分子结构和化学成分。

总之,拉曼光谱仪器的各部分在整个测量过程中起着不同的作用,从激光源的产生到探测器的信号接收,再到数据处理与分析,每个部分都是不可或缺的,共同完成对样品的拉曼光谱分析。

傅里叶红外光谱仪基本构成

傅里叶红外光谱仪基本构成

傅里叶红外光谱仪基本构成傅里叶变换红外光谱仪(简称FTIR光谱仪),简称傅里叶红外光谱仪。

它不同于色散红外光谱的原理。

它是根据干涉后红外光的傅里叶变换原理研制的红外光谱仪。

主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、探测器、各种红外镜、激光器、控制电路板、电源等组成。

可对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。

它克服了色散光谱仪分辨率低、光能输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。

它不仅可以测量各种气体、固体和液体样品的吸收光谱和反射光谱,还可用于短时化学反应测量。

目前,红外光谱仪广泛应用于电子、化工、医药等领域。

傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统和记录系统组成。

它是干涉式红外光谱仪的典型代表。

与色散红外仪器的工作原理不同,它没有单色仪和狭缝,通过迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图,然后通过傅里叶数学变换将时域函数干涉图转换为频域函数图。

组成和结构:1、光源:傅里叶变换红外光谱仪配备多个光源,用于测量不同范围的光谱。

通常使用钨丝灯或碘钨灯(近红外)、碳化硅棒(中红外)、高压汞灯和氧化钍灯(远红外)。

2、分束器:分束器是迈克尔逊干涉仪的关键部件。

它的作用是将入射光束分为反射和透射两部分,然后将它们合成。

如果可移动反射镜导致两个光束之间存在一定的光程差,则合成光束可能会导致相位长度或破坏性干涉。

分束器的要求是入射光束在波数V处透射和反射一半,调制光束的振幅。

分束器是根据不同波段的使用,在不同的介质材料上添加相应的表面涂层而形成的。

3、检测器:傅里叶变换红外光谱仪中使用的检测器与色散红外光谱仪中使用的检测器没有本质区别。

常用的探测器有硫酸甘油三酯钛(TGs)、铌酸锶钡、碲化汞镉、锑化铟等。

4、数据处理系统:傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机,其功能是控制仪器的运行,采集和处理数据。

原子吸收光谱仪的结构组成及原理是怎样的

原子吸收光谱仪的结构组成及原理是怎样的

原子吸收光谱仪的结构组成及原理是怎样的什么是原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪(Atomic Absorption Spectrophotometer,缩写为AAS)是一种用于分析物质中化学元素含量的专用仪器,广泛应用于化学、生物、环境、医学等领域的实验室中。

原子吸收光谱仪的结构组成原子吸收光谱仪的结构主要包括以下几个组成部分:光源光源是原子吸收光谱仪的核心组成部分,其作用是通过加热溶液中的样品,使样品中的化学元素原子蒸发并被激发到高能态。

常用的光源有电极炉、火焰和石墨炉等。

光路系统光路系统是原子吸收光谱仪的另一个重要组成部分,其作用是将被激发的化学元素原子产生的光信号传输到检测器中,得到元素含量的信号。

光路系统主要包括光学镜头、光栅和光束分束器等。

检测器检测器是原子吸收光谱仪的另一个关键组成部分。

其作用是将传输到检测器中的信号转换为电信号,并将其放大和数字化。

常用的检测器有光电倍增管、光导二极管、相位敏锁相放大器等。

控制电路控制电路是对整个原子吸收光谱仪进行控制的组成部分。

它主要包括供电电源、控制面板和电子数字显示器等。

原子吸收光谱仪的工作原理当样品经过加热或气化处理后,其中的化学元素原子将会被激发到高能态。

原子吸收光谱仪通过一系列的光学和电学装置,将这种高能态原子激发时所辐射的谱线信号转化成对应元素浓度的信息。

原子吸收光谱仪的工作过程可以大体分为三个步骤:离子化样品加热或气化处理后,化学元素原子将会被激发到高能态。

此时,原子的亚稳态或稳态离子将会产生,如钠(Na)原子被激发到3s亚能级和3p能级产生Na+离子。

吸收原子离子化后,测量系统通过一系列的光学设备,将具有特定波长的光能,输送到样品的化学元素离子化原子中。

当这些能量向化学元素的原子、离子传递时,就会被特定元素的原子、离子吸收。

因此,通过检测被化学元素原子和离子吸收的射线强度,可以得到型样品的特定元素含量信息。

信号检测和表示当通过化学元素原子和离子的吸收后,谱线的强度将会减弱。

傅里叶红外光谱仪的结构

傅里叶红外光谱仪的结构

傅里叶红外光谱仪的结构傅里叶红外光谱仪是一种能够快速、准确地分析样品分子结构、化学键种类以及不同官能团的存在与否的分析仪器。

傅里叶红外光谱仪的结构主要包括光源、干涉仪、检测器三个部分。

下面将对其结构进行详细介绍。

一、光源光源是傅里叶红外光谱仪的重要组成部分之一。

光源的主要功能是提供高强度的辐射光,以激发样品中分子的振动与转动,从而引起分子内部的共振吸收。

光源一般选用的是热源,可以是发光体或者灯泡等。

根据不同的应用需求和实验目的,光源还分为单色光源和白光光源两种。

二、干涉仪干涉仪是傅里叶红外光谱仪的核心组成部分,也是仪器能够进行精准测量的关键。

干涉仪可以将入射的辐射光分裂成两个光束,分别经过样品与参比样品后再汇合。

两个光束的干涉将会形成干涉图样,从而反映出样品分子中的信息。

由于样品与参比样品在振动、转动等方面存在差异,因此形成的干涉图样也会发生相应的变化。

干涉仪一般由光学反射镜、光学分束器、半透镜、光学平板等光学元件构成。

光学反射镜可使光线产生反射,保持光路稳定。

光学分束器可将入射光线分成两束,经样品与参比样品后再汇合。

半透镜用于调节发光物和检测仪之间的距离以及进射光的方向,保证光线的合适分配。

光学平板可用于切换样品和参比样品。

三、检测器检测器是傅里叶红外光谱仪的另一个重要组成部分,主要是用于检测样品分子共振吸收的强度,进而确定其中所包含的结构和官能团的类型和数量。

根据检测方式的不同,傅里叶红外光谱仪检测器分为光电二极管(PbS)检测器和半导体检测器等多种类型。

在傅里叶红外光谱仪中,检测器可以采用一个或多个。

检测器的数量决定了仪器的检测能力、精确度和测量速度。

检测器灵敏度的高低将直接决定傅里叶红外光谱仪的测量精度和检测能力。

傅里叶红外光谱仪作为现代分析科学的重要工具,广泛应用于物质科学、化学、生物学、医药学等领域。

该仪器具有操作简便、测量速度快、精度高的特点,已成为实验室中常用的仪器之一。

在实际应用中,傅里叶红外光谱仪的具体操作步骤包括:将样品放入仪器中,通过光源激发样品中分子的振动与转动,经过干涉仪产生干涉光谱,检测器测量干涉光谱的强度,最后分析干涉光谱所包含的信息并对样品进行结构确认。

“傅里叶”红外光谱仪结构简介

“傅里叶”红外光谱仪结构简介

“傅里叶”红外光谱仪结构简介傅里叶变换红外光谱仪(简称FTIR光谱仪),简称傅里叶红外光谱仪。

它不同于色散红外光谱的原理。

它是根据干涉后红外光的傅里叶变换原理研制的红外光谱仪。

主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、探测器、各种红外镜、激光器、控制电路板、电源等组成。

可对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。

它克服了色散光谱仪分辨率低、光能输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。

它不仅可以测量各种气体、固体和液体样品的吸收光谱和反射光谱,还可用于短时化学反应测量。

目前,红外光谱仪广泛应用于电子、化工、医药等领域。

傅里叶变换红外光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统和记录系统组成。

它是干涉式红外光谱仪的典型代表。

与色散红外仪器的工作原理不同,它没有单色仪和狭缝,通过迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图,然后通过傅里叶数学变换将时域函数干涉图转换为频域函数图。

介绍傅里叶红外光谱仪的组成和结构:1光源:傅里叶变换红外光谱仪配备多个光源,用于测量不同范围的光谱。

通常使用钨丝灯或碘钨灯(近红外)、碳化硅棒(中红外)、高压汞灯和氧化钍灯(远红外)。

2分束器:分束器是迈克尔逊干涉仪的关键部件。

它的作用是将入射光束分为反射和透射两部分,然后将它们合成。

如果可移动反射镜导致两个光束之间存在一定的光程差,则合成光束可能会导致相位长度或破坏性干涉。

分束器的要求是入射光束在波数V处透射和反射一半,调制光束的振幅***。

分束器是根据不同波段的使用,在不同的介质材料上添加相应的表面涂层而形成的。

3检测器:傅里叶变换红外光谱仪中使用的检测器与色散红外光谱仪中使用的检测器没有本质区别。

常用的探测器有硫酸甘油三酯钛(TGs)、铌酸锶钡、碲化汞镉、锑化铟等。

4数据处理系统:傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机,其功能是控制仪器的运行,采集和处理数据。

光谱仪的构成包括五个部分

光谱仪的构成包括五个部分

光谱仪是在特定波长范围来测量来源光线的设备,接下来小编先就光谱仪的结构为您进行说明,光谱仪的构成主要包含五个部分。

一、入口狭缝:通常由一个长狭缝组成的入口。

二、一个校准元件,用来将所有通过入口狭缝的光保持平行。

这个元件可能是一个透镜或是一个色散元件(dispersing element)的少数或整体部分,例如在凹面光栅光谱仪中便是使用这类装
置。

三、一个色散元件,用来改变通过系统的光强度。

通过系统的光路径由其波长决定,如光栅、稜镜。

四、一个聚焦元件,可将the entry field-stop成像於适当的焦平面(focal plane)上。

五、一个出口狭缝。

傅里叶红外光谱仪的基本结构

傅里叶红外光谱仪的基本结构

傅里叶红外光谱仪的基本结构
傅里叶红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)是一种化学分析仪器,它能够在分子气体、液体或固体中获取红外光谱信息。

它的基本结构包括以下部分:
1. 光源部分:FTIR使用一种称为Globar的硅碳棒作为光源,该光源能够发射波长范围从
2.5微米到25微米的红外光。

Globar加热后会发出热辐射,该辐射被反射镜反射和聚焦,从而产生高强度的红外辐射。

2. 采样部分:FTIR采用光学分束器将样品的红外辐射光引入样品室,通常使用样品夹持装置将样品放到样品室内。

在样品室内,样品与红外辐射相互作用,从而产生被称为红外吸收光谱的信号。

样品室内一般有几种用于控制气氛和温度的装置。

3. 探测器部分:FTIR使用一种称为气冷半导体探测器(MCT)的设备来探测红外信号。

MCT具有高灵敏度和高速响应性能,能够在极短的时间内对红外辐射信号进行检测,并转换为电信号。

4. 干涉仪部分:FTIR使用Michelson干涉仪作为信号分析器件。

干涉仪将被红外辐射光谱吸收后的光信号分成两个光束,然后再将它们重新汇合。

通过干涉程度的变化,干涉仪可以提供高分辨率的红外光谱信息。

5. 傅里叶变换计算部分:根据干涉仪接收到的光强度信号,FTIR可以
通过傅里叶变换计算得到红外光谱图。

整个计算过程由FTIR仪器自动完成,用户只需要通过电脑或其他数据处理设备来查看和解读光谱数据。

总之,FTIR的基本结构非常复杂,但也很实用。

它是一种非常常见的化学分析仪器,可广泛用于医学、环境科学、材料科学和生物学等领域的红外光谱分析。

圆二色光谱仪构造

圆二色光谱仪构造

圆二色光谱仪构造
圆二色光谱仪主要由光源、样品池、光谱仪和计算机数据处理系统等部分组成。

1. 光源:产生具有特定波长和极性的偏振光。

2. 样品池:将光作用于待测物质。

3. 光谱仪:记录对偏振光的旋转和吸收度测量结果。

4. 计算机数据处理系统:处理数据并生成图表和分析结果。

5. 光学系统:用于聚焦和导向光束,确保光路畅通无阻。

6. 检测器:用于捕捉光谱信号,并将其转换为电信号以便进一步处理。

7. 控制系统:用于控制光谱仪的各个部分,确保实验过程的准确性和稳定性。

圆二色光谱仪在应用方面具有广泛性,除了生物化学领域外,还可应用于物理、化学、材料科学等多个领域。

例如,在物理领域中,圆二色光谱仪可用于研究分子的光学性质和结构;在化学领域中,可应用于分析有机化合物和无机物的组成和结构;在材料科学领域中,可用于研究材料的光学性能和微观结构。

需要注意的是,不同型号和品牌的圆二色光谱仪在构造和功能上可能存在差异,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择和使用。

同时,为了确保实验结果的准确性和可靠性,还需要注意仪器的维护和保养。

hyperion成像光谱仪光路结构

hyperion成像光谱仪光路结构

标题:Hyperion成像光谱仪光路结构一、概述Hyperion成像光谱仪是一种高分辨率的遥感仪器,广泛应用于地球观测领域。

其独特的光路结构对其成像和光谱测量性能有着重要影响,因此对其光路结构进行深入了解是十分必要的。

二、光路结构概述Hyperion成像光谱仪的光路结构主要包括主镜组、光谱分散器、探测器等部分。

其中,主镜组负责接收来自地面和大气的光信号,光谱分散器负责将光信号分散成不同波长的光线,探测器则负责将分散后的光信号转换成电信号。

三、主镜组结构1. 主镜组由多片镜面组成,每一片镜面都具有特定的形状和排列方式,以使得光信号得以聚焦并准确投射到光谱分散器上。

2. 主镜组的镜面材料通常选用高反射率的金属镀膜或反射率高的涂层材料,以最大限度地增强光的反射和透过性能。

3. 主镜组的结构设计需要考虑到在大气和地面的多种光环境下都能够有效捕捉到光信号,并保持稳定的成像质量。

四、光谱分散器结构1. 光谱分散器通常采用棱镜或光栅的结构,其主要作用是将聚焦的光信号分散成不同波长的光线,并将其投射到探测器上。

2. 不同的光谱分散器结构会影响到成像光谱仪的分辨率和波长范围,因此其结构参数需要经过精确设计和优化。

3. 光谱分散器的材料选择和制造工艺也对成像光谱仪的性能有着重要影响,特别是在高温、高湿或低温环境下需要具备良好的稳定性和耐久性。

五、探测器结构1. 控制器作为成像光谱仪的核心部件,其性能将直接影响到成像和光谱测量的精度和稳定性。

2. 探测器的选择需要考虑到其响应速度、信噪比、线性度等参数,并且需要与光谱分散器和主镜组的性能匹配,以保证整个光路的匹配度和稳定性。

3. 探测器还需要具备良好的辐射耐受能力和散热性能,以适应不同环境条件下的工作需求。

六、结论Hyperion成像光谱仪的光路结构是其成像和光谱测量性能的重要基础,对其光路结构进行深入了解和分析有助于进一步提升其应用性能。

在未来的研究中,可以通过优化光路结构设计和材料选择,进一步提高成像光谱仪的分辨率、灵敏度和稳定性,以满足更加复杂的应用需求。

吸收光谱仪的基本构造

吸收光谱仪的基本构造

吸收光谱仪的基本构造吸收光谱仪(Absorption Spectrophotometer)是一种用于分析、检测和测量样品中物质吸收光谱的仪器。

它的基本构造如下:1. 光源系统吸收光谱仪的光源系统通常使用氙灯或钨丝灯,产生可见光、紫外光或近红外光等不同波长的光线。

灯的亮度可以通过光强调节器(调节灯丝电流)进行控制,以使光线的强度达到最佳状态,并可以进行波长扫描,以实现对复杂样品的分析。

2. 光学系统吸收光谱仪的光学系统包括凹面反射镜、入射狭缝、光栅、出射狭缝、检测器等组件。

其中,凹面反射镜用于把来自光源的光线聚焦在入射狭缝上,光栅用于将光分散成不同波长的光线,出射狭缝则用于选择特定波长的光线通过,进入检测器进行检测和测量。

3. 检测系统吸收光谱仪的检测系统通常使用光电二极管(Photodiode)或光电倍增管(Photomultiplier Tube)等检测器来测量样品中吸收的光谱。

当光线穿过样品时,吸收部分光谱的能量,检测器可以测量被吸收光线的能量,然后转换为电信号,通过放大电路和转换电路,最终输出为一个光谱图。

4. 电子控制系统吸收光谱仪的电子控制系统主要控制光源和检测器的工作状态,以及波长扫描、零校准、样品测量等操作。

通常使用微处理器或计算机控制仪器的自动化操作,提高操作效率和精度。

5. 样品室吸收光谱仪的样品室通常采用双光束设计,即样品和基准溶液(或空气)分别通过两条光路测量,在波长扫描时, 通过自动转盘更换不同离子的样品溶液、标准溶液和空白溶液, 每个波长都记录吸光度,以绘制出整个波长范围的吸收光谱曲线。

6. 数据处理系统吸收光谱仪的数据处理系统通常使用计算机进行数据的处理和分析,可以进行光谱图像的数字化和储存、峰识别和积分、定量分析等操作。

同时, 可以应用多种化学分析技术, 如光度法、比色法、荧光法、色谱法、电化学法等, 从而实现更加精确的定量及定性分析。

吸收光谱仪在物质分析领域有着广泛的应用,如医学、农业、生物、环境等领域,可以对不同类型的物质进行快速、准确的检测和测量,对于研究物质的性质和结构、探究物质的变化过程和反应机理等方面都有着重要的作用。

光谱仪结构

光谱仪结构

光谱仪结构
光谱仪是一种用于分析光谱的仪器,其结构主要由光源、样品室、光谱分散系统、检测器和计算机控制系统等部分组成。

光源通常为氢灯、氘灯或钨灯,通过样品室中的样品产生光谱信号。

光谱分散系统包括光栅、棱镜或光学纤维等设备,用于将光分散成不同波长的光束,并将其导入检测器中进行测量。

检测器可以是光电倍增管、CCD或PMT 等设备,用于接收光信号并将其转化为电信号。

计算机控制系统用于控制光源、光谱分散系统和检测器的运行,并对光谱数据进行处理和分析。

光谱仪结构复杂,但其在物质分析、化学研究等领域中具有广泛的应用。

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傅里叶红外光谱仪结构和构造

傅里叶红外光谱仪结构和构造

傅里叶红外光谱仪结构和构造
傅里叶红外光谱仪 (FTIR) 是一种广泛用于红外光谱分析的仪器。

它可以用于确定物质的结构、成分、纯度和化学组成等,是化学、药品、制药、环境、食品和石油等行业中重要的分析仪器之一。

FTIR仪器由三大部分构成:光源、光路和探测器。

具体的构造细节如下:
一、光源
FTIR仪器的光源通常采用全反射棱镜。

全反射棱镜以内部反射的方式
将光线折射进样品室。

为保证光源稳定、光强均匀,全反射棱镜通常
需要经过特殊的镀膜处理。

一些高端的FTIR仪器还采用了自抛物镜光源,使光强更稳定更均匀。

二、光路
光路是FTIR仪器中最重要的部分,决定了仪器的光谱分辨率和灵敏度。

光路包括依次经过光源、全反射棱镜、样品室、光学系统、光谱仪及
探测器。

在样品室中,样品与光线相互作用,产生特有的吸收谱。


学系统则负责将样品室中的光线聚焦至光谱仪中进行分离和检测。

三、探测器
探测器是记录光谱信号的装置,通常采用PD、DTGS和MCT等探测器。

其中PD(光电探测器)用于快速扫描模式,DTGS(硅钛酸盐探
测器)用于高精度光谱分析,而MCT(汞钡铷镉探测器)则是其中灵
敏度最高的探测器之一。

除此之外,还有一些其他的构造细节需要注意,例如样品室密封性能、光路清洁度、探测器冷却等等。

这些因素都会对仪器的光谱性能和稳
定性产生影响,需要在仪器的设计和操作中予以注意。

原子吸收光谱仪的结构及特点

原子吸收光谱仪的结构及特点

操作程序:使用石墨炉时,一般采用程 序升温的方式.即先通小电流,在1000C 左右进行试样的干燥,其主要目的是除 去溶剂或水分;
通常在1000c~18000c进行灰化,以除 去基体或其它干扰元素,然后再升温进 行试样原子化,温度可根据需要选定,最 高可达30000c.测定后,在下一个试样进 样前,须将石墨管加高温空烧一段时间, 以使将前一试样的所遗留的待测元素 挥发掉,以减少或除去上一试样对下一 试样所产生的记忆效应,这一过程称为 高温除渣或空烧.
c.炉体,包括石墨管座,电源插座,水冷 却外套,石英窗和内外保护气路,常用 的保护气体为Ar气,外气路中Ar气沿 石墨管外壁流动,以保护石墨管不被
烧蚀.内气路中的Ar气从管两端流向 管中心,由管中心孔流出,以有效地除 去在干燥和灰化过程中所产生的基体 蒸气,同时保护了原子化的原子不再 被氧化,在灰化阶段停止通气,以延长 原子在吸收区内的平均仃留时间,以 免对原子蒸气的稀释,水冷却外层是 为了保护炉体,确保切断电源20~30s, 炉子降至室温.
a.加热电源:加热电源供给原子化器 能量.一般采用低压(8-10V),大电流 (300-450A)的交流电.为了保证炉温 恒定,要求电源提供的电流稳定.炉温 可在1~2s内达到3000oC,并能根据需 要进行调节.
b.石墨管,标准型,长约28mm,内径约 8mm,管中央开一个小孔,用于注入 样品和使保护气体通过.
二、特点 原子吸收光谱法,具有以下特点: 1. 灵敏度高. 2.选择性好,干扰少(同为使用 的是分析元素的特征光谱, 有特异性).
3. 分析速度快,操作简便. 4.只适于金属元素的定量分析,可对
70种以上的元素进行定量测定,不 适于定性分析.
灯的光窗材料根据所 发射的共振线波长而定

光谱仪的基本结构

光谱仪的基本结构

光谱仪的基本结构
1. 入射狭缝:入射狭缝是一个小缝隙,用于限制进入光谱仪的光束大小。

它通常位于光谱仪的最前端,是分析光线的起点。

2. 准直镜:准直镜是一个凸透镜或凹透镜,其作用是将入射狭缝处的光线准直,使光线平行射入光栅。

3. 光栅:光栅是光谱仪的核心部分,它由许多狭缝和反射面组成。

光栅的作用是将准直后的光线色散成不同波长的光谱线。

4. 聚焦镜:聚焦镜是一个凹透镜或凸透镜,其作用是将光栅色散后的光谱线聚焦到一起,形成光谱带。

5. 出射狭缝:出射狭缝是一个小缝隙,用于限制出射光的宽度。

它通常位于光谱仪的最后端,是分析光线的终点。

6. 探测器:探测器是一个光电传感器,用于检测出射狭缝处的光谱线。

探测器将光信号转化为电信号,以便后续处理和分析。

简述光栅光谱仪的结构

简述光栅光谱仪的结构

简述光栅光谱仪的结构光栅光谱仪是一种基于衍射原理并具有高分辨率能力的光谱仪器,主要用于分析光的光谱成分及其波长分布。

其结构主要包括光源系统、进光系统、分光系统、成像系统、检测系统和数据处理系统等部分。

光源系统是光栅光谱仪中最关键的部分之一,其主要作用是产生所需的光源并进行光束的整形和集光。

常用的光源有白炽灯、氘灯、钨灯、氙灯和激光等。

此外,在进光系统中还需要加入一些附属器件,如透镜、准直器、光纤等,以保证进入光栅的光束尽可能平行和稳定。

进光系统的作用是将光束传递到分光系统中,它由主体、镜组和进光狭缝组成,主要功能是将光线传递到光栅上进行衍射分光。

进光系统的狭缝和镜组质量的好坏直接关系到光栅光谱仪的分辨率和透光率的高低。

分光系统通常由凸透镜、反射镜和光栅构成。

凸透镜用于修正从狭缝进入光谱仪以后透出的光线所带来的色差及像差,保证光束聚焦精度;反射镜主要用于反射和调节传入光线的位置和入射角度,以确保光束入射光栅后能够得到最佳的衍射效果,提高光栅光谱仪的分辨率和分光范围。

光栅作为分光系统的核心部件,主要用于将不同波长的光分离并衍射到不同角度下,实现波长的分离与测量。

常见的光栅包括圆柱形光栅、平板光栅和凹面光栅。

成像系统通过使得衍射光聚焦于接收器上,实现对分光后的信号的检测。

它包括主体、镜组、镜头和CCD探测器等部分。

其主要任务是将经过分光系统衍射的光束重新集中并成像到CCD探测器上,提高光栅光谱仪的检测灵敏度,并增加测量精度。

检测系统是一个检测装置,用于测量求得的信号。

它通常由光电倍增管或光度计等探测方法组成。

光度计是最常用的检测器,因为它具有极高的测量精度及高响应速度,但它对灵敏度的要求较高,也存在许多误差源。

数据处理系统是指计算和显示系统,它由电脑及其附属程序组成。

在光栅光谱仪中,数据处理系统可以对光谱信号进行处理和分析,提高测量精度和实验效率。

如对CCD探测器获取的光谱图数据进行图形显示、谱线测量、数据比对等,以及对数据挑选、平滑、拟合等数据处理。

傅里叶红外光谱仪的仪器结构

傅里叶红外光谱仪的仪器结构

傅里叶红外光谱仪的仪器结构傅里叶红外光谱仪的仪器结构傅里叶红外光谱仪是一种对化学物质进行非破坏性分析的常用仪器。

下面介绍傅里叶红外光谱仪的仪器结构。

1. 光源傅里叶红外光谱仪的光源必须是稳定的,能够源源不断地提供红外光波。

在仪器中,光源一般采用的都是电加热的坩埚,坩埚内部充满了钨丝,利用电热原理将钨丝加热,发出可见光和红外光波。

2. 光学系统傅里叶红外光谱仪的光学系统主要由两部分组成,一部分是系统内部的样品室光学系统,另一部分是外部的检测系统。

(1)样品室光学系统样品室光学系统主要由光学镜头、样品室、自动折射仪等部分组成。

其中,自动折射仪可以自动改变样品位置,确保物质分析的准确性。

(2)检测系统检测系统主要负责将物质反射的红外光波通过光栅分光器分离出来,然后通过检测器进行检测。

常用的检测器包括氮化硅检测器和氚光检测器等。

3. 光栅分光器光栅分光器是傅里叶红外光谱仪中的重要部分,它可以将反射回来的光线根据其不同的频率进行分光。

光栅分光器采用的是光栅片做为衍射元件,利用衍射原理将光线按频率进行分光。

4. 数据处理系统傅里叶红外光谱仪的数据处理系统主要有收集、分析和处理的功能。

其采用了微机控制技术,通过软件将各道数据进行收集、分析和处理,得到分析结果,并与储存库中的数据进行对比,最后得出样品的分析结果。

综上所述,傅里叶红外光谱仪的仪器结构包括光源、光学系统、光栅分光器和数据处理系统四个部分。

通过上述部件的合理组合,傅里叶红外光谱仪可以精准地检测化学物质的组成及其分子结构,为化学及材料领域的研究提供了重要工具。

光电直读光谱仪的结构简介 光电直读光谱仪操作规程

光电直读光谱仪的结构简介 光电直读光谱仪操作规程

光电直读光谱仪的结构简介光电直读光谱仪操作规程作为一款光谱分析仪器,光电直读光谱仪是通过利用光电转换接收方法作多元素同时分析的发射光谱仪器。

常见光电直读光谱仪是由光源部分、聚光部分、分光部分和测光部分所构成。

其中光源部分使试样激发发光,然后通过聚光部分将发出的光聚集起来导入分光部分,然后分光部分再将光色散成各元素的谱线,而测光部分再用光电法测量各元素的谱线强度,将其测光读数换算成为元素养量分数表示出来,然后记录进行分析记录。

由于目前电感耦合高频等离子体光源在业内的使用较为广泛,因而光电直读光谱仪也愈发突出其使用价值。

以下依据网上资料,对常见光电直读光谱仪的结构进行简单介绍:1.光源发生器:用于光电光谱分析的光源发生器有火花发生器、电弧发生器和低压电容器放电发生器等。

2.光源的电极座:为了搭载块状试料、棒状试料和对极。

块状的电极座一般可以放入直径20 mm以上的平面试料,使用各种各样的样品夹具可以同时放入棒状试料、小型试料和薄板试料。

在真空光电光谱仪中,光源的电极座具有使用氩气气氛的结构,氩气流量可以由流量计和自动阀掌控。

3.聚光装置:由聚光透镜系统构成,其作用是收集光源的光,使其入射到分光系统。

在这个系统中,一般要求充分利用来自光源的光辐射,得到大的光强度的同时,充分发挥机器的功能,达到必要的辨别率。

通常,使用单透镜成像法、三透镜中心成像法、圆筒透镜成像法,使来自光源的光在准直透镜上成像。

4.分光器:由入射狭缝、分光元件和出射狭缝系统构成,进入入射系统的光用分光元件进行分光,用出射狭缝系统选择各元素的光谱。

由于铁的光谱线很多,所以推举使用大分散的分光元件。

分光器依据其内部是在真空下还是在非真空下,分为真空型和非真空型两种。

5.测光装置:由光电子倍增管、积分单元、记录器或指示器等构成。

内标线和分析线的光电子倍增管,将来自各自受光的出射狭缝的光变为电流,分别充电至积分电容。

6.真空型分光计的真空系统:硫、磷、碳、氮等元素的灵敏度线在200 nm以下的波段,由于这些波段的辐射被空气汲取,因此需要将分光光度计的光学系统真空,进行这些元素的分析。

傅里叶红外光谱仪内部构造

傅里叶红外光谱仪内部构造

傅里叶红外光谱仪内部构造傅里叶红外光谱仪是一种常用于化学、生物等领域的分析仪器,其原理是通过分析样品在不同波长下的吸收情况,得到样品的结构信息和成分比例。

以下是对傅里叶红外光谱仪的内部构造进行详细介绍和解析。

一、光源系统傅里叶红外光谱仪的光源是由一块热电偶薄膜制成的发热器,可以将电能转化为热能;同时利用金属反射镜聚焦,将辐射光线射入样品室。

二、样品室样品室是傅里叶红外光谱仪的重要部分,由样品、样品托、光路系统和检测器等组成。

样品托用于固定样品,同时样品应保持干燥和清洁。

光路系统用于将辐射光线从光源引导到样品上,并将样品吸收的光线传回检测器。

三、光路系统光路系统是由一个金属反射镜和一堆透镜组成的,透镜用于收集和聚焦辐射光线,并将其引导到样品上;反射镜用于将光路转向,保证样品能够正常的被照射和检测。

四、检测器检测器是傅里叶红外光谱仪的灵魂所在,其作用是将样品吸收的光线转化为电信号,并进行放大和记录。

在红外光谱仪中,检测器常采用光电二极管、半导体或者从属于量子红外检测技术的探测器。

五、计算机系统由于现代红外光谱仪的多样化和智能化,计算机系统已成为傅里叶红外光谱仪的核心部分。

通过计算机系统进行数据采集、数据处理、解释分析和结果输出等操作,可以实现快速、准确、稳定的分析结果。

总结:傅里叶红外光谱仪的内部构造由光源系统、样品室、光路系统、检测器和计算机系统等五大部分组成。

不同部分之间具备协调一致的关系,共同实现高质量的样品分析。

通过对傅里叶红外光谱仪内部构造的详细介绍和解析,可以更好地了解其工作原理和使用方法,从而更好地应用于化学、生物等领域的实际应用中。

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光栅的分辨率R
光栅的分辨率R 等于光谱级次(n)与光栅刻痕条数(N) 的乘积:
R


n N
光栅越宽、单位刻痕数越多、R 越大。 宽度50mm,N=1200条/mm, 一级光谱的分辨率: R=1×50×1200=6×104
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狭缝
单色器的进口狭缝起着单色器光学系统虚光源的作用 。复合光经色散元件分开后,在出口曲面上形成相当于每 条光谱线的像,即光谱。转动色散元件可使不同波长的光 谱线依次通过。 分辨率大小不仅与色散元件的性能有关,也取决于成 像的大小,因此希望采用较窄的进口狭缝。分辨率用来衡 量单色器能分开波长的最小间隔的能力;最小间隔的大小
结束
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光栅的特性:
将反射光栅的线槽加工 成适当形状能使有效强度集中 在特定的衍射角上。 图所示反射光栅是由与光 栅表面成β角的小斜面构成(小 阶梯光栅,闪耀光栅),β角叫 做闪耀角。 选择适宜的闪耀角,可以 使90%的有效能量集中在单独 一级的衍射上。
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光栅的参数:
光栅的特性可用色散率和分辨率来表征,当入射角不变 时,光栅的角色散率可通过对光栅公式求导得到:
棱镜的特性与参数
(1)色散率 角色散率:用dθ/dλ表示,偏向角θ对波长的变化率;
d d 2 sin
2

2
1 n sin
2

2

dn d
棱镜的顶角越大或折射率越大,角色散率越大,分开两
条相邻谱线的能力越强,但顶角越大,反射损失也增大,通 常为60度角; 线色散率:用dl /dλ表示,两条相邻谱线在焦面上被分开 的距离对波长的变化率; 倒线色散率:用dλ/dl 表示,
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内容选择:
第一节 光分析基础
fundamental of optical analysis
第二节 原子光谱与分子光谱
atom spectrum and molecular spectrum
第三节 光谱法仪器与光学器件
instruments for spectrometry and optical parts
d d n d cos
dθ/dλ为入射角对波长的变化率,即光栅的角色散率。 当θ很小,且变化不大时,cosθ ≈1,光栅的角色散率决 定于光栅常数 d 和光谱级数n ,常数,不随波长改变,均排 光谱(优于棱镜之处)。 角色散率只与色散元件的性能有关;线色散率还与仪器 的焦距有关。
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一、光分析法仪器的基本流程
general process of spectrometry
光谱仪器通常包括五 个基本单元: 光源;单色器;样品;检
测器;显示与数据处理;
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二、光分析法仪器的基本单元
main parts of spectrometry 1. 光源
依据方法不同,采用不同的光源:火焰、灯、激光、电 火花、电弧等;依据光源性质不同,分为: 连续光源:在较大范 围提供连续波长的光源, 氢灯、氘灯、钨丝灯等; 线光源:提供特定波 长的光源,金属蒸气灯( 汞灯、钠蒸气灯)、空心 阴极灯、激光等;
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2.单色器
单色器:获得高光谱纯度辐射束的装置,而辐射束的波长 可在很宽范围内任意改变; 主要部件: (1)进口狭缝; (2)准直装置(透镜或反射镜):使辐射束成为平行光线; (3)色散装置(棱镜、光栅):使不同波长的辐射以不同的
角度进行传播;
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(4)聚焦透镜或凹面反射镜,使每个单色光束在单色器 的出口曲面上成像。
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光栅的特性:
如果: d =AC=CE
JC+CK=d (sinα+sinθ)=nλ
即光栅公式:d (sinα+sinθ)=nλ
α、θ分别为入射角和反射角;整数n为光谱级次; d为光
栅常数; α角规定取正值,如果θ角与α角在光栅法线同侧, θ角取
正值,反之区负值;
当n=0时,零级光谱,衍射角与波长无关,无分光作用。
光栅的线色散率
dl d d d f n f d cos n f d
f 为会聚透镜的焦距。 光栅的分辨能力根据 Rakleigh准则来确定。 等强度的两条谱线(I,II)中,一条(II)的衍射最大 强度落在另一条的第一最小强度上时,两衍射图样中间的 光强约为中央最大的80%,在这种情况下,两谱线中央最大 距离即是光学仪器能分辨的最小距离(可分离的最小波长 间隔);
第十二章 光分析导论
an introduction to optical analysis
一、光谱法仪器的基本流程 general process of spectrometry 二、光谱仪器的基本器件 main parts of spectrometry
第四节 光谱法仪器与光 学器件
instruments for spectrometry and optical parts
用有效带宽表示:
S = DW D为线色散率的倒数;W为狭缝宽度;
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在原子发射光谱分析中, 定性分析时,减小狭缝宽度,使相邻谱线的分辨率提高; 定量分析时,增大狭缝宽度,可使光强增加。 狭缝两边的边缘应锐利且位于同一平面上;
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3.试样装置
光源与试样相互作用的场所 (1)吸收池 紫外-可见分光光度法:石英比色皿 荧光分析法: 红外分光光度法:将试样与溴化钾压制成透明片 (2)特殊装置 原子吸收分光光度法:雾化器中雾化,在火焰中,元素 由离子态→原子; 原子发射光谱分析:试样喷入火焰; 详细内容在相关章节中介绍。
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4. 检测器
(1)光检测器 主要有以下几种: 硒光电池、光电二极管、光电倍增管、硅二极管阵列检 测器、半导体检测器; (2)热检测器 主要有: 真空热电偶检测器:红外光谱仪中常用的一种; 热释电检测器:
5. 信号、与数据处理系统
现代分析仪器多配有计算机完成数据采集、信号处理、 数据分析、结果打印,工作站软件系统;
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(2)分辨率
相邻两条谱线分开程度的度量:
R


b
dn d
: 两条相邻谱线的平均波长;△λ:两条谱线的波长差; b:棱镜的底边长度;n:棱镜介质材料的折射率。 分辨率与波长有关,长波的分辨率要比短波的分辨率小, 棱镜分离后的光谱属于非均排光谱。
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光栅
透射光栅,反射光栅; 光栅光谱的产生是多狭缝干 涉与单狭缝衍射共同作用的结果 ,前者决定光谱出现的位置,后
者决定谱线强度分布;
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光栅的特性
ABCDE表示平面光栅的一段;
光线L在AJF处同相,到达AKI 平面,光线L2M2 要比光线L1M1 多 通过JCK这段距离。FEI=2JCK, 其后各缝隙的光程差将以等差级 数增加,3JCK 、4JCK等。 当光线M 1 、M 2 、M 3 到达焦点 时,如果他们沿平面波阵面AKI 同相位,他们就会产生一个明亮 的光源相,只有JCK是光线波长 的整数倍时才能满足条件。
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棱镜
棱镜对不同波长的光具有不同的折射率,波长长的光, 折射率小;波长短的光,折射率大。 平行光经过棱镜后按波长顺序排列成为单色光;经聚焦 后在焦面上的不同位置上成像,获得按波长展开的光谱;
棱镜的分辨能Байду номын сангаас取
决于棱镜的几何尺寸和 材料; 棱镜的光学特性可 用色散率和分辨率来表
征;
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