什么是单色仪?

单色仪是一种光学装置,其将多色光(例如来自灯的阳光或光)分离成各个波长(单色光)的范围,并允许选择这些各个波长的窄带。然后将所需波长带的光引导到样品,检测器或光学系统的其他部件上。

单色仪的原理

光分离在其各个波长分子中称为分散。具有此属性的元素称为分散元素。为了选择这些波长的窄带,可以使用狭缝来阻止不需要的波长。狭缝较窄,波长带较窄。通常,单色仪由分散元件组成,入口狭缝,反射镜,以产生类似于阳光的平行光束,出口狭缝和镜子以提取单色光。

通过固定狭缝并旋转色散元件,转动分散光的方向使得所得单色光的颜色变化:如你所能在上面板中看到的那样,色散元件的位置会导致橙色 -红灯退出狭缝,而在下面的面板中,分散元件旋转,使离开狭缝的光是青色。

图1:单色仪的原理

不同类型的单色器

根据所使用的色散元件的类型和系统的光学布置,单色仪可以分为不同类型:

棱镜单色仪

棱镜单色器中的分散元素是棱镜。棱镜具有高光利用效率,不会产生更高阶的光线和非常小的杂散光。然而,色散取决于波长(高于UV,低,IR低)和温度。

图2:胫骨制转盘单色仪的示意图

光栅单色仪

光栅单色器中的分散元件是反射衍射光栅。它为所有波长提供了恒定的分散和对温度的低依赖性。然而,它们产生相对大量的散射光并且需要使用过滤器来阻止更高阶的光线。由于其优异的分散性能,衍射光栅通常用于现代仪器。

用于光栅读卡器和分光光度计中的单色器中最流行的设计是胫骨制型转盘单色仪。这种类型的单色仪使用弯曲镜,使得从镜子反射的光被直接从狭缝中加成(图2)。

单色仪应用程序

单色器通常用于测量装置,例如光谱仪或微孔板读数器。它们是一系列检测技术中的波长选择的流行设备,例如吸收和荧光强度。