單色儀是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)常用(yong)的(de)分(fen)光(guang)(guang)(guang)儀器，利(li)用(yong)色散(san)元件把復(fu)色光(guang)(guang)(guang)分(fen)解為準單色光(guang)(guang)(guang)，能輸出一(yi)系列獨立的(de)、光(guang)(guang)(guang)譜區(qu)間足夠窄(zhai)的(de)單色光(guang)(guang)(guang)，可用(yong)于各(ge)種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)(guang)譜分(fen)析和光(guang)(guang)(guang)譜特性的(de)研究(jiu)，如測量介(jie)質的(de)光(guang)(guang)(guang)譜透射率(lv)曲線、光(guang)(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)(guang)譜能量分(fen)布、光(guang)(guang)(guang)電探(tan)測器的(de)光(guang)(guang)(guang)譜響應(ying)等，應(ying)用(yong)相當(dang)廣泛(fan)。

單色儀的原理

單(dan)色儀是一種分光(guang)(guang)儀器，它通過色散(san)元(yuan)件的(de)(de)分光(guang)(guang)作用(yong)(yong)，把復色光(guang)(guang)分解成(cheng)它的(de)(de)單(dan)色組成(cheng)。根據采(cai)用(yong)(yong)色散(san)元(yuan)件的(de)(de)不(bu)同，可(ke)分為棱(leng)鏡(jing)單(dan)色儀和光(guang)(guang)柵單(dan)色儀兩大(da)類，其應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)區(qu)很廣，從紫外、可(ke)見、近紅外一直到遠紅外。對不(bu)同的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)區(qu)域，一般需換(huan)用(yong)(yong)不(bu)同的(de)(de)棱(leng)鏡(jing)或光(guang)(guang)柵。

平面光柵單色儀的(de)(de)工作原(yuan)理是光(guang)源發出(chu)的(de)(de)光(guang)均(jun)勻地照(zhao)亮在入射(she)狹(xia)縫S1上，S1位于(yu)離軸拋物鏡的(de)(de)焦面上。光(guang)經(jing)過(guo)M1平行照(zhao)射(she)到(dao)(dao)光(guang)柵(zha)上，并經(jing)過(guo)光(guang)柵(zha)的(de)(de)衍(yan)射(she)回到(dao)(dao)M1，經(jing)M1反射(she)的(de)(de)光(guang)經(jing)過(guo)M2會聚到(dao)(dao)S2出(chu)射(she)狹(xia)縫上。由(you)(you)于(yu)光(guang)柵(zha)的(de)(de)衍(yan)射(she)作用，從出(chu)射(she)狹(xia)縫出(chu)來(lai)(lai)的(de)(de)光(guang)線為(wei)單色光(guang)。當光(guang)柵(zha)轉動時，從出(chu)射(she)狹(xia)縫里出(chu)來(lai)(lai)的(de)(de)光(guang)由(you)(you)短波到(dao)(dao)長(chang)波依(yi)次出(chu)現(xian)。這種光(guang)學系統稱為(wei)李特洛式光(guang)學系統，見下(xia)圖所示。

一般(ban)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)所輻射的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)往往是由各種(zhong)波長的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)組(zu)成。如果(guo)各種(zhong)波長是連續變化(hua)的(de)(de)，那(nei)么這類光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)稱為(wei)連續光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。由于光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)分布與光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)物質特性有關，因此測定(ding)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)分布是研究物質內(nei)部微觀(guan)結構的(de)(de)重要工具之一。

單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)儀的(de)基本(ben)特性(xing)是其(qi)(qi)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)和出(chu)射(she)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)的(de)強度(du)，實驗(yan)中(zhong)，一(yi)般總是希望(wang)出(chu)射(she)的(de)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)的(de)光(guang)譜寬度(du)盡量(liang)窄(zhai)(即(ji)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)盡量(liang)好)和單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)的(de)強度(du)盡量(liang)高。除了平面(mian)光(guang)柵的(de)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)散率的(de)大小外(wai)，單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)儀出(chu)射(she)光(guang)的(de)光(guang)譜寬度(du)的(de)寬窄(zhai)主要(yao)由縫(feng)寬，衍射(she)和像(xiang)差等因(yin)素決定，其(qi)(qi)中(zhong)像(xiang)差在設(she)計(ji)調整時已盡量(liang)減(jian)小。在正常情況下，對(dui)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)儀來說，主要(yao)是解(jie)決縫(feng)寬和色(se)(se)(se)(se)(se)(se)差問題。

縫寬(kuan)(kuan)的(de)(de)選(xuan)擇，一方(fang)面(mian)使(shi)縫寬(kuan)(kuan)盡可(ke)能窄，使(shi)相鄰兩(liang)波盡可(ke)能分開，另一方(fang)面(mian)，縫的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)又不能太小(xiao)，否則出射(she)的(de)(de)單(dan)色光的(de)(de)強(qiang)度(du)變得太小(xiao)，而無法探測到。一般要求出射(she)狹縫寬(kuan)(kuan)等于(yu)入(ru)射(she)縫寬(kuan)(kuan)，本(ben)儀器(qi)出入(ru)狹縫均為(wei)(wei)兩(liang)檔(dang)，狹縫分別為(wei)(wei)0.15mm、0.3mm輸(shu)出的(de)(de)單(dan)色光譜波長，從波長鼓輪直(zhi)接讀取，至于(yu)縫寬(kuan)(kuan)究竟選(xuan)擇多少(shao)，則要根據光強(qiang)的(de)(de)強(qiang)弱和(he)接收器(qi)的(de)(de)靈敏度(du)來(lai)決定。

單色儀的分類

單(dan)色(se)儀(yi)(yi)有多(duo)種，從不同(tong)的角度對(dui)它(ta)有不同(tong)的分類，如按(an)物鏡的形成可分為透射式單(dan)色(se)儀(yi)(yi)和反射式單(dan)色(se)儀(yi)(yi)，按(an)色(se)散(san)元件可分為棱鏡單(dan)色(se)儀(yi)(yi)和光柵單(dan)色(se)儀(yi)(yi)。

　棱鏡單色儀：

棱鏡的(de)(de)工作光譜區受到材料(liao)的(de)(de)限制(zhi)(光的(de)(de)波長(chang)(chang)小于120nm，大于50μm時不能使用)，光柵(zha)單(dan)色儀的(de)(de)角色散(san)率(lv)(lv)與(yu)波長(chang)(chang)無關，棱鏡單(dan)色儀的(de)(de)角色散(san)率(lv)(lv)與(yu)波長(chang)(chang)有(you)關。棱鏡單(dan)色儀的(de)(de)尺(chi)寸越大分辨率(lv)(lv)越高，但(dan)制(zhi)造越困難，同樣分辨率(lv)(lv)的(de)(de)光柵(zha)重量輕，制(zhi)造容易。

光柵單色儀：

光(guang)柵單色儀(yi)(yi)存在光(guang)譜重疊，棱鏡光(guang)譜儀(yi)(yi)沒(mei)(mei)有。光(guang)柵單色儀(yi)(yi)存在鬼線(xian)(由于刻(ke)劃誤差造成)，棱鏡單色儀(yi)(yi)沒(mei)(mei)有。

單色儀的定標

單色(se)儀出廠時，一般都附(fu)有定標曲線(xian)的(de)數(shu)據(ju)或圖表供(gong)查閱，但經過長期使用或重(zhong)(zhong)新裝調后，數(shu)據(ju)會發生變化，需重(zhong)(zhong)新定標，以(yi)對原數(shu)據(ju)進行(xing)修正。

單色儀(yi)的(de)(de)定(ding)標(biao)是(shi)借助(zhu)于波長已知的(de)(de)線光(guang)譜以獲取對(dui)應的(de)(de)鼓輪讀(du)數。為了獲得較(jiao)多的(de)(de)點，必須有一組光(guang)源。通常采用汞燈、氫(qing)燈、鈉燈、氖燈以及用銅、鋅、鐵做(zuo)電極(ji)的(de)(de)弧光(guang)光(guang)源等。

1、觀察入射狹縫(feng)(feng)和出射狹縫(feng)(feng)的(de)結構，了解(jie)縫(feng)(feng)寬(kuan)的(de)調節(jie)、讀(du)數以及(ji)狹縫(feng)(feng)使用時(shi)的(de)注意事項，選取適當的(de)縫(feng)(feng)寬(kuan)以獲取足夠的(de)強度(du)及(ji)較好的(de)單色性。

2、在(zai)入(ru)射(she)狹(xia)縫前放(fang)置(zhi)汞燈，為了(le)充分利用(yong)進入(ru)單(dan)色儀(yi)(yi)的光(guang)(guang)能(neng)，光(guang)(guang)源(yuan)應放(fang)置(zhi)在(zai)入(ru)射(she)準直系(xi)統(S1和M1)的光(guang)(guang)軸上。在(zai)單(dan)色儀(yi)(yi)光(guang)(guang)源(yuan)與入(ru)射(she)縫之間加入(ru)聚光(guang)(guang)透鏡(jing)(jing)，適當選(xuan)擇透鏡(jing)(jing)的焦距和口(kou)徑(jing)，使其(qi)相(xiang)對口(kou)徑(jing)與儀(yi)(yi)器(qi)的相(xiang)對口(kou)徑(jing)匹配。這樣，可獲(huo)得max亮度的出射(she)譜(pu)線，同時(shi)又(you)減少(shao)了(le)單(dan)色儀(yi)(yi)內部的雜(za)散(san)光(guang)(guang)。調節(jie)聚光(guang)(guang)透鏡(jing)(jing)的位置(zhi)，使出射(she)狹(xia)縫呈(cheng)現的譜(pu)線明(ming)亮。

3、將低倍(bei)顯(xian)微鏡置于出(chu)(chu)射(she)狹(xia)縫(feng)(feng)處，對(dui)出(chu)(chu)射(she)狹(xia)縫(feng)(feng)進行調焦，使顯(xian)微鏡視場中(zhong)觀察到的汞譜(pu)(pu)線清晰。為(wei)使譜(pu)(pu)線盡(jin)量(liang)細銳并有足夠的亮度(du)，應使入射(she)縫(feng)(feng)S1盡(jin)可(ke)能小，出(chu)(chu)射(she)狹(xia)縫(feng)(feng)可(ke)適當大(da)些。根據可(ke)見光區汞燈主要譜(pu)(pu)線的波長(chang)、顏色、相對(dui)強度(du)和譜(pu)(pu)線間距辨(bian)認(ren)譜(pu)(pu)線。

4、使顯微鏡的(de)十字叉絲對(dui)準出射狹縫(feng)的(de)中心(xin)位置，緩(huan)慢地轉動(dong)鼓輪(lun)，直到各譜線中心(xin)依次對(dui)準顯微鏡的(de)叉絲時(shi)，分別記(ji)下鼓輪(lun)讀(du)數(L)與其所對(dui)應的(de)波長(λ)。為了(le)避免回程差(cha)，應采用從紫光到紅光(或相(xiang)反)的(de)過程，重復測量幾次，取其平均(jun)值。

5、以光譜線波長(λ)為(wei)橫(heng)坐標，鼓輪讀數(L)為(wei)縱(zong)坐標畫曲(qu)線，即能得到單色儀的定(ding)標曲(qu)線。

（來源：網站，版(ban)權(quan)歸原作者）