材料學(xué)日新月異地發(fā)展,大眾對(duì)材料性能的要求越來(lái)越高,而材料中不同元素的含量與分布會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生重要影響,因此確定某種材料中的元素種類與含量對(duì)判斷材料性能起到重要作用,光譜儀正是能夠完成這一項(xiàng)工作的重要儀器。
結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),一臺(tái)光譜儀由光源、光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)組成。
CCD光譜儀由數(shù)字化激發(fā)源激發(fā)出一束復(fù)合光,光學(xué)系統(tǒng)中的色散元件將復(fù)合光分離出所需要的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)區(qū)域的光譜,并通過(guò)多個(gè)CCD檢測(cè)器在選定的波長(zhǎng)上(或掃描某一波段)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定,通過(guò)光譜特征譜線與物質(zhì)元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可區(qū)分不同物質(zhì)元素,并由光譜強(qiáng)度計(jì)算出物質(zhì)元素含量。
CCD光譜儀主要元件如下:
1. 入射狹縫:火花臺(tái)激發(fā)出的光源由入射狹縫進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)。
2. 準(zhǔn)直元件:使入射狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上,如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵。
3. 色散元件:通常采用光柵,使光信號(hào)在空間上按波長(zhǎng)分散成為多條光束。
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狹縫的像,其中每一像點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長(zhǎng)。
5. 探測(cè)器陣列:放置于焦平面,用于測(cè)量各波長(zhǎng)像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測(cè)器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測(cè)器陣列。