光谱仪基础知识概要
光谱仪的原理、功能以及分类【详尽版】
光谱仪的原理光谱仪的主要功能以及具体的分类内容来源网络，由SIMM深圳机械展整理更多相关展示，就在深圳机械展！光谱仪器是进行光谱研究和物质结构分析，利用光学色散原理及现代先进电子技术设计的光电仪器，光谱仪的主要功能是什么，在它工作原理的基础上怎么对其进行分类的，本文将详细的为大家介绍。
光谱仪的主要功能它的基本作用是测量被研究光（所研究物质反射、吸收、散射或受激发的荧光等）的光谱特性，包括波长、强度等谱线特征。
因此，光谱仪器应具有以下功能：（1）分光：把被研究光按一定波长或波数的发布规律在一定空间内分开。
（2）感光：将光信号转换成易于测量的电信号，相应测量出各波长光的强度，得到光能量按波长的发布规律。
（3）绘谱线图：把分开的光波及其强度按波长或波数的发布规律记录保存或显示对应光谱图。
要具备上述功能，一般光谱仪器都可分成四部分组成:光源和照明系统，分光系统，探测接收系统和传输存储显示系统。
主要分类根据光谱仪器的工作原理可以分成两大类：一类是基于空间色散和干涉分光的光谱仪；另一类是基于调制原理分光的新型光谱仪。
本设计是一套利用光栅分光的光谱仪，其基本结构如图。
光源和照明系统可以是研究的对象，也可以作为研究的工具照射被研究的物质。
一般来说，在研究物质的发射光谱如气体火焰、交直流电弧以及电火花等激发试样时，光源就是研究的对象；而在研究吸收光谱、拉曼光谱或荧光光谱时，光源则作为照明工具（如汞灯、红外干燥灯、乌灯、氙灯、LED、激光器等等）。
为了尽可能多地会聚光源照射的光强度，并传递给后面的分光系统，就需要设计照明系统。
分光系统是任何光谱仪的核心部分，它一般是由准直系统、色散系统、成像系统三部分组成，作用是将照射来的光在一定空间内按照一定波长规律分开。
如图2-1所示，准直系统一般由入射狭缝和准直物镜组成，入射狭缝位于准直物镜的焦平面上。
光源和照明系统发出的光通过狭缝照射到准直物镜，变成平行光束投射到色散系统上。
光谱仪基本知识
棱镜的角色散率
• 根据角色散率定义，在最小偏向角情况下的棱镜角色散
率为：
d d
2 sin
2
dn
1 n2 sin2 d
2
• 增加角色散率的方法：
• 1 减小入射角（杂散光影响） • 2 增大折射顶角（全反射限制）
• 3 增大材料色散（材料和价格限制）
• 最常用的方法： • 增加棱镜数目。
CCrreeaatitvievewawysaytosctoonsctoruncst wtriuncnitnwg ien-mnianilgs e-mails
光栅光谱的叠级和自由光谱范围
d si n s in m
• 等式左边不变，右边可以是不同级次的不同波长，即
m 11m 22m 33
• 这种现象称为光谱的叠级。
• 一个光谱级中不受其他级次光谱重叠的波段称为自由光谱范围。
m m 1
m 1
• 光谱叠级可以用滤光片和预色散消除。
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• 光路对称时，棱镜不产生附加的横向放大率（针对一个特定波长 而言。）
• 可以充分利用棱镜的有效孔径，使得尺寸最小。 • 对称光路方便设计使用。
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• 二、光栅零级主极大方向在单缝 的负第一衍射级的极小方向上
光谱仪工作原理简述
光谱仪工作原理简述光谱仪是一种能够将光波长进行测量和分析的仪器。
它使用光学元件将光分散为不同波长的光线，并使用探测器测量每个波长的光强度。
光谱仪的工作原理可以分为四个主要步骤：光源，入射光线的分散，光的检测，数据的记录和分析。
首先是光源。
光谱仪通常使用连续光源，如白炽灯或者氙灯。
这些光源产生了广谱连续的光线，即包含了各种不同波长的光。
连续光源的选择通常取决于光谱仪需要检测的波长范围。
接下来是入射光线的分散。
光谱仪使用光栅或者棱镜等光学元件将入射的光线分散成一系列不同波长的光线。
这是通过光的衍射和折射原理实现的。
光栅是一种具有平行的凹槽或凸起的光学元件，当入射光线通过光栅时，它将以不同的角度折射，并相应地分离成不同波长的光。
然后是光的检测。
光谱仪使用光敏探测器来测量每个波长的光强度。
常见的光敏探测器包括光电二极管（photodiode）、光电倍增管（photomultiplier tube）和CCD相机（charge-coupled device）。
光电二极管将光转化为电信号，而光电倍增管和CCD相机则可以将光转化为可视化的图像或者数字信号。
最后是数据的记录和分析。
光谱仪的输出通常以光谱图的形式呈现，显示了不同波长的光强度。
记录光谱图的过程通常由光电探测器和数据采集系统完成。
通过对光谱图的分析，我们可以了解光的波长分布，研究物质的吸收、发射光谱特性，或者识别不同物质的存在。
在实际应用中，光谱仪有多种类型，包括紫外可见光谱仪、红外光谱仪和拉曼光谱仪等。
它们的工作原理基本相似，但在光源、分散元件和探测器的选择上有所不同，以适应不同的波长范围和应用需求。
总之，光谱仪通过将光分散为不同波长的光，并使用探测器测量其光强度，实现了对光波长的测量和分析。
它的工作原理涉及光的分散、检测和数据分析等多个方面。
光谱仪在化学、物理、天文学、材料科学等领域有着广泛的应用，为科学研究和工程技术提供了强大的工具。
紫外光谱分析仪基础知识
紫外－可见光谱法及相关仪器UV-VIS Spectrometry & Instrument紫外－可见光谱法及相关仪器一．紫外－可见吸收光谱概述二．紫外－可见分光光度计21．紫外－可见分光光度计的主要部件2．紫外－可见分光光度计的分类3．紫外－可见分光光度计的各项指标含义4．紫外－可见分光光度计的校正三．紫外－可见分光光度计的应用四．紫外－可见分光光度计的进展一．紫外－可见吸收光谱概述利用紫外－可见吸收光谱来进行定量分析由来已久，可追溯到古代，公元60年古希腊已经知道利用五味子浸液来估计醋中铁的含量，这一古老的方法由于最初是运用人眼来进行检测，所以又称比色法。
到了16、17世纪，相关分析理论开始蓬勃发展，1852年，比尔(Beer)参考了布给尔(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液层厚度相等时，颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例，从而奠定了分光光度法的理论基础，这就是著名的朗伯－比尔定律。
1．紫外－可见吸收光谱的形成吸光光度法也称做分光光度法，但是分光光度法的概念有些含糊，分光光度是指仪器的功能，即仪器进行分光并用光度法测定，这类仪器包括了分光光度计与原子吸收光谱仪（AAS ）。
吸光光度法的本质是光的吸收，因此称吸光光度法比较合理，当然，称分子吸光光度法是最确切的。
紫外－可见吸收光谱是物质中分子吸收200-800nm 光谱区内的光而产生的。
这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级跃迁（原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。
每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
这些电子由于各种原因（如受光、热、电的激发）而从一个能级转到另一个能级，称为跃迁。
）当这些电子吸收了外来辐射的能量就从一个能量较低的能级跃迁到一个能量较高的能级。
因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量辐射。
具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐射显示选择吸收的特性。
光谱仪基础知识
第1章衍射光栅：刻划型和全息型衍射光栅由下列两种方法制成：一种是用带钻石刀头的刻划机刻出沟槽的经典方法，另一种是用两束激光形成干涉条纹的全息方法。
(更多信息详见Diffraction Gratings Ruled & Holographic Handbook).经典刻划方法制成的光栅可以是平面的或者是凹面的，每道沟槽互相平行。
全息光栅的沟槽可以是均匀平行的或者为优化性能而特别设计的不均匀分布。
全息光栅可在平面、球面、超环面以及很多其他类型表面生成。
本书提到的规律、方法等对各类不同表面形状的经典刻划光栅和全息光栅均适用，如需区分，本书会特别给出解释。
1.1 基础公式在介绍基础公式前，有必要简要说明单色光和连续谱。
提示：单色光其光谱宽度无限窄。
常见良好的单色光源包括单模激光器和超低压低温光谱校正灯。
这些即为大家所熟知的“线光源”或者“离散线光源”。
提示：连续谱光谱宽度有限，如“白光”。
理论上连续谱应包括所有的波长，但是实际中它往往是全光谱的一段。
有时候一段连续谱可能仅仅是几条线宽为1nm的谱线组成的线状谱。
本书中的公式适用于空气中的情况，即m0=1。
因此，l=l0=空气中的波长。
定义单位α - (alpha) 入射角度β - (beta) 衍射角度k - 衍射阶数整数定义单位n - 刻线密度刻线数每毫米DV- 分离角度µ- 折射率无单位λ - 真空波长纳米λ0 - 折射率为µ0介质中的波长其中λ0 = λ/µ1 nm = 10-6 mm; 1 mm = 10-3 mm; 1 A = 10-7 mm最基础的光栅方程如下：(1-1)在大多数单色仪中，入口狭缝和出口狭缝位置固定，光栅绕其中心旋转。
因此，分离角D V成为常数，由下式决定，(1-2)对于一个给定的波长l，如需求得a和b，光栅方程(1-1)可改写为：(1-3)假定D V值已知，则a和b可通过式(1-2)、(1-3)求出，参看图1.1、1.2和第2.6节。
光谱仪的工作原理
光谱仪的工作原理引言概述：光谱仪是一种用于分析物质的仪器，它可以通过测量物质在不同波长的光下的吸收、散射或者发射来获取物质的光谱信息。
光谱仪的工作原理是基于光的波动性和物质对光的相互作用。
本文将从光的波动性、光的相互作用、光的分散、光的探测和数据处理等五个大点详细阐述光谱仪的工作原理。
正文内容：1. 光的波动性1.1 光的波长和频率：介绍光的波长和频率的概念，并解释它们与光的能量和颜色之间的关系。
1.2 光的传播特性：介绍光在真空和介质中的传播特性，包括光的传播速度和折射现象。
2. 光的相互作用2.1 吸收：解释物质吸收光的原理，包括电子的跃迁和共振吸收。
2.2 散射：介绍散射现象，包括瑞利散射和米氏散射，以及它们与物质的粒径和波长的关系。
2.3 发射：解释物质发射光的原理，包括激发态和自发辐射。
3. 光的分散3.1 折射率：介绍折射率的概念和测量方法，以及折射率与物质的性质之间的关系。
3.2 色散：解释色散现象，包括色散曲线和色散方程，以及它们与物质的折射率和波长的关系。
4. 光的探测4.1 探测器类型：介绍光谱仪常用的探测器类型，包括光电二极管、光电倍增管和光电子倍增管等。
4.2 探测器性能：详细阐述探测器的灵敏度、响应速度和线性范围等性能指标，以及它们对光谱仪测量结果的影响。
5. 数据处理5.1 光谱仪的输出：解释光谱仪的输出形式，包括光强-波长图和光强-时间图等。
5.2 数据分析：介绍光谱数据的处理方法，包括峰值识别、峰面积计算和光谱拟合等。
5.3 应用领域：列举光谱仪在化学分析、生物医学和材料科学等领域的应用，并说明其重要性和优势。
总结：综上所述，光谱仪的工作原理是基于光的波动性和物质对光的相互作用。
通过测量物质在不同波长的光下的吸收、散射或者发射，光谱仪可以获取物质的光谱信息。
光谱仪的工作原理涉及光的波动性、光的相互作用、光的分散、光的探测和数据处理等方面。
光谱仪的应用广泛，对于化学分析、生物医学和材料科学等领域的研究具有重要意义。
光谱分析知识点
原子发射光谱分析1、原子发射光谱分析的基本原理（依据）2、ICP光源形成的原理及特点（习题2）：ICP是利用高频加热原理。
当在感应线圈上施加高频电场时,由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动,碰撞气体原子，使之迅速、大量电离,形成雪崩式放电,电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。
其特点如下：工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发,对大多数元素有很高的灵敏度.(2）由于趋肤效应的存在，稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。
（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。
（4)ICP属无极放电，不存在电极污染现象。
（5)ICP的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发,而且耗样量也较少.（6）采用惰性气体作工作气体,因而光谱背景干扰少.3、掌握特征谱线、共振线、灵敏线、最后线、分析线的含义及其它们之间的内在联系。
（习题3）4、:由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。
共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。
5、灵敏线（sensitive line）是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线（resonance line）。
最后线（last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时,最后仍能观察到的几条谱线.它也是该元素的最灵敏线.进行分析时所使用的谱线称为分析线（analytical line）。
由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。
发射光谱定性分析的基本原理和常用方法。
（习题5由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础.进行光谱定性分析有以下三种方法：（1)比较法.将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上,在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱.若两者谱线出现在同一波长位置上,即可说明某一元素的某条谱线存在.本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性.(2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。
红外光谱仪的原理及应用化学知识
红外光谱仪的原理及应用化学知识1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种用于研究物质分子结构和化学键信息的仪器。
它基于红外光的作用，通过测量物质吸收、透射或散射红外辐射来得到样品的红外光谱。
下面将介绍红外光谱仪的基本原理。
1.1 受激辐射红外光谱仪的工作原理基于量子物理学中的受激辐射现象。
当物质受到一定波长范围的红外光照射时，物质分子中原本处于低能级的分子能级会吸收光子的能量，使分子跃迁到一个高能级的较稳定状态，这称为受激辐射。
1.2 分子振动和红外光分子在不同情况下会发生不同类型的振动，包括伸缩振动、弯曲振动和扭转振动等。
而这些分子振动的频率恰好与红外光的频率范围相对应，因此红外光谱可以被用来探测和分析这些分子振动。
1.3 红外光谱仪的光学系统红外光谱仪的光学系统包括光源、样品室、光栅、探测器等组件。
光源会发出一定波长范围内的红外光，样品室中的样品会与光发生相互作用，通过样品吸收或散射后的光信号，经过光栅分散，在探测器上产生信号，进而转化为样品的红外吸收光谱。
2. 应用化学知识红外光谱仪在化学分析中具有广泛的应用。
下面将介绍红外光谱仪在一些化学领域的应用知识。
2.1 有机化学红外光谱仪在有机化学中的应用非常重要。
通过观察和分析样品的红外光谱，可以确定有机物中的官能团和化学键的类型，从而确定有机物的结构和组成。
例如，红外光谱可以用来识别酮、醛、羧酸等官能团，确定有机化合物的基本结构。
2.2 药物分析红外光谱仪在药物分析中也起着重要作用。
药物中的各种成分可以通过红外光谱进行定性和定量分析。
通过红外光谱仪可以确定药物中的官能团和化学键，进而分析药物的纯度、含量等参数。
这对于药物质量控制和药效评估非常重要。
2.3 食品分析红外光谱仪在食品分析中也得到了广泛应用。
利用红外光谱仪可以对食品中的各种成分进行分析和鉴别，包括脂肪、蛋白质、糖类等。
通过红外光谱可以检测食品中的添加剂、污染物等有害物质，从而保证食品的质量和安全性。
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光谱仪基础知识概要第1章衍射光栅：刻划型和全息型衍射光栅由下列两种方法制成：一种是用带钻石刀头的刻划机刻出沟槽的经典方法，另一种是用两束激光形成干涉条纹的全息方法。
(更多信息详见& ).经典刻划方法制成的光栅可以是平面的或者是凹面的，每道沟槽互相平行。
全息光栅的沟槽可以是均匀平行的或者为优化性能而特别设计的不均匀分布。
全息光栅可在平面、球面、超环面以及很多其他类型表面生成。
本书提到的规律、方法等对各类不同表面形状的经典刻划光栅和全息光栅均适用，如需区分，本书会特别给出解释。
1.1 基础公式在介绍基础公式前，有必要简要说明单色光和连续谱。
提示：单色光其光谱宽度无限窄。
常见良好的单色光源包括单模激光器和超低压低温光谱校正灯。
这些即为大家所熟知的“线光源”或者“离散线光源”。
提示：连续谱光谱宽度有限，如“白光”。
理论上连续谱应包括所有的波长，但是实际中它往往是全光谱的一段。
有时候一段连续谱可能仅仅是几条线宽为1的谱线组成的线状谱。
本书中的公式适用于空气中的情况，即m0=1。
因此，0=空气中的波长。
定义单位α - () 入射角度β - () 衍射角度k - 衍射阶数整数n - 刻线密度刻线数每毫米- 分离角度光谱仪基础知识概要定义单位µ0 - 折射率无单位λ - 真空波长纳米λ0 - 折射率为µ0介质中的波长其中λ0 = λ/µ01 = 10-6 ; 1 = 10-3 ; 1 A = 10-7最基础的光栅方程如下：(1-1)在大多数单色仪中，入口狭缝和出口狭缝位置固定，光栅绕其中心旋转。
因此，分离角成为常数，由下式决定，(1-2)对于一个给定的波长l ，如需求得a和b ，光栅方程(1-1)可改写为：(1-3)假定值已知，则a和b可通过式(1-2)、(1-3)求出，参看图1.1、1.2和第2.6节。
图1.1 单色仪结构示意图1.2 摄谱仪结构示意= 入射臂长度= 波长处出射臂长度=光谱面法线和光栅面法线的夹角=光栅中心到光谱面的垂直距离表1.1给出了a和b 如何随分离角改变，是以图1.1中单色仪为例，在光栅刻线数1200的，衍射波长500的条件下计算得到的。
表1.1 1200光栅的一阶衍射波长500处入射角、衍射角随分离角的变化αβ017.45817.458 ()1012.52622.526207.73627.736245.86129.861303.09433.09440-1.38238.61850-5.67044.3301.2 角色散(1-4)dβ = 两个不同波长衍射后角度的差值（弧度）dλ = 两个波长的差值（）1.3 线色散线色散定义为聚焦平面上沿光谱展开方向单位长度对应的光谱宽度，单位是，Å，1。
以两台线色散不同的光谱仪为例，其中一台将一段0.1宽的光谱衍射展开为1，而另一台则将10宽的光谱衍射展开为1。
很容易想象，精细的光谱信息更容易通过第一台光谱仪得到，而非第二台。
相比于第一台的高色散，第二台光谱仪只能被称为低色散仪器。
线色散指标反映了光谱仪分辨精细光谱细节的能力。
中心波长l在垂直衍射光束方向的线色散可表示为：(1-5)式中为等效出射焦距长度，单位，而是单位间隔，单位。
参见图1.1。
单色仪中，为聚焦镜到出口狭缝的距离，或者当光栅为凹面型时光栅到出口狭缝的距离。
因此，线色散与成正比，而与出射焦长、衍射级数k以及刻线密度n 这些参数成反比。
对于摄谱仪而言，任一波长的线色散可通过衍射方向垂直光谱面的波长其色散值经倾斜角(g)的余弦修正得到。
图1.2给出了“平场”摄谱仪的结构，通常它同线阵二极管配合使用。
线色散：(1-6)(1-7)(1-8)1.4 波长和衍射阶次图1.3给出了摄谱仪中聚焦光谱面上光谱范围从200到1000的一级衍射谱。
当光栅刻槽密度n、a 以及b均已知的情况下，根据式（1-1）得到：kλ=常数(1-9)即当衍射级数k值变为两倍原值时, l减半。
依此类推。
图1.3 色散和衍射级数以一台可产生波长范围从20到1000的连续谱光源为例，这一连续谱进入光谱仪分光后，在光谱面上波长800的一阶衍射位置上（参看图1.3），其他三个波长400、266.6、200也会出现，从而能够被探测器测得。
为了仅仅对波长800进行测量，必须采用滤色片来消除高阶衍射。
波长范围从200到380的一阶衍射测量通常不需要滤色片，原因在于波长数值小于190的光均被空气吸收。
但是如果光谱仪内部为真空或者填充氮气，这种情况下高阶滤色片又必不可少。
1.5 分辨“能力”分辨能力是一个理论概念，由下式给出(无单位) (1-10)式中，为两个强度相等的光谱线之间的波长间距。
因此，分辨率指标代表光谱仪甄别相邻谱线的能力。
如果两条谱线谱峰之间的距离满足其中一条谱线谱峰位于另一条谱线谱峰的最近极小值处，即认为两个谱峰被很好的分辨出来，这一规则被称为瑞利判据（“ ”）。
R可进一步表示为：(1-11)λ = 待检测谱线的中心波长= 光栅上光照射区域的宽度N = 为光栅的刻槽总数不要将分辨能力“R”这一数值量与光谱仪的分辨率或者光谱带宽这些参数混淆（参看第2章）。
理论上讲，一片刻线密度为1200、宽度110的光栅，当采用它的一级衍射光时，分辨能力的数值通过计算得到1200×110=132,000。
因此，在波长为500处，光谱带宽等于然而，实际情况中仪器的几何尺寸由式（1-1）决定。
改写为k的表达(1-12)光栅上刻线的总宽度为，因此，(1-13)式中，(1-14)将式(1-12)和(1-13)代入式(1-11)中，得到分辨能力亦可以表示为：(1-15)因此，光栅的分辨能力取决于：•光栅上刻线区域的总宽度•所关注的中心波长光谱仪基础知识概要•工作时的几何值（入射角、衍射角）由于光谱带宽还取决于光谱仪的狭缝宽度以及系统的校正，因此上述情况是100%的理论情况，即系统的衍射极限(更深入的讨论请参看第2章)。
1.6 闪耀光栅闪耀定义为将一段光谱的衍射最大转移到其他衍射阶次而非零阶。
通过特殊设计，闪耀光栅能够实现在特定波长的最大衍射效率。
因此，一片光栅的闪耀波长可以是250或者1等等，这取决于刻槽几何尺寸的选择。
闪耀光栅其刻槽断面为直角三角形，其中一个锐角为闪耀角w，如图1.4所示。
然而，110°的顶角在闪耀全息光栅中同样可能出现。
选择不同的顶角大小能够优化光栅的整个效率曲线。
1.6.1 条件闪耀光栅的几何尺寸可以通过满足条件的情况下计算得到。
条件是指入射光和衍射光处于自准直状态（如），即入射光线和出射光线沿同一路径。
在这一条件下，假定“闪耀”波长为λB.(1-16)比如，1200光栅闪耀波长为250且衍射阶次为一阶时，闪耀角（w）等于8.63°。
图1.4 闪耀光栅的刻槽断面示意图，“条件”1.6.2 效率曲线除非特别声明，衍射光栅的效率在条件下某一已知波长处测得。
绝对效率(%)=输出能量/输出能量*100%(1-17)相对效率(%)=光栅效率/反射效率*100%(1-18)相对效率测量需要将反射镜表面镀膜（膜层材料与光栅表面反射膜层材料相同），并且采用与光栅相同的角度设置。
图5a和5b分别给出了闪耀刻线光栅和非闪耀全息光栅的典型效率曲线。
一般而言，闪耀光栅的效率在2/3闪耀波长处和1.8倍闪耀波长处减小为最大值的一半。
（a）刻线闪耀光栅的典型效率曲线（b）非闪耀全息光栅的典型效率曲线1.6.3 效率和阶次一片闪耀光栅不仅有一阶闪耀角，而且也有高阶闪耀角。
比如，一片一阶闪耀波长为600的光栅，同样也有二阶闪耀波长300，以此类推更高阶次。
高阶衍射效率通常与一阶衍射效率趋势相同。
对一片一阶闪耀的光栅而言，每个阶次的最大效率值随着阶次k的增加而减小。
衍射效率也随着光栅使用时偏离条件（a≠b）程度的增加而逐渐减小。
全息光栅能够通过设计刻槽的形状来消除高阶衍射的影响。
根据这一性质，通过离子刻蚀工艺制作的浅槽（）光栅其效率曲线在紫外（）和可见（）波段能够显著改善。
提示：光栅是非闪耀的并不意味着它的效率较低。
参见图1.5b，图中给出了一片1800正弦型刻槽全息光栅的衍射效率曲线。
1.7 衍射光栅的杂散光除被测波长外探测器接收到的其他波长（通常包括一种或者多种“杂散光”）统称为杂散光。
1.7.1 散射光散射光可能由于下列原因造成：•由于光学元件表面的缺陷造成的随机散射光•由于刻划光栅刻槽时的非周期失误造成的聚焦散射光1.7.2 鬼线如果衍射光栅上存在周期性刻划失误，那么鬼线（并非散射光）将聚焦在衍射平面上。
鬼线强度由下式给出：(1-19)其中，= 鬼线强度= 母光强度n = 刻线强度k = 阶次e = 刻槽中失误的位置鬼线在单色仪的色散平面上聚焦并成像。
全息光栅的杂散光水平一般比经典刻线光栅的1/10还要小。
杂散光通常是非聚焦的，并且出现在2p 全角度各个方向。
全息光栅没有鬼线，因为它不可能出现周期性的刻划失误。
因此，它是克服鬼线问题最好的解决方案。
1.8 光栅的选择1.8.1 什么时候选择全息光栅1.当光栅是凹面的。
2.当用到激光时，比如拉曼光谱、激光激发荧光光谱等。
3.刻线密度必须不小于1200(最高可到6000，尺寸可达120×140）而且光谱范围为近紫外、可见和近红外的任何时候。
4.当光谱工作范围在紫外波段，波长小于200甚至到3时。
5.实现高分辨率的方法中，高刻线密度光栅优于高衍射阶次的低刻线密度光栅。
6.离子刻蚀全息光栅能够适用的任何场合。
1.8.2 什么时候选择刻线光栅1.工作波长高于1.2的红外波段，且无法选用离子刻蚀全息光栅。
2.需要低刻槽密度的场合，如刻槽密度小于600。
请记住，鬼线及相应的杂散光强度正比于阶次和刻槽密度乘积的平方（式(1-19)中的n2和k2）。
尽量避免使用高刻线密度或者高衍射阶次的刻线光栅。
第2章单色仪和摄谱仪2.1 基本组成在光源的所有波长上，单色仪和摄谱仪系统在出口平面上形成入口狭缝的像。
实现这一功能有很多种配置设计，在这里仅仅讨论最常见包含平面光栅系统（）和像差修正全息光栅（）系统。
定义入射臂的长度出射臂的长度h 入射狭缝的高度h' 入射狭缝的像高度a 入射角b 衍射角w 入射狭缝的宽度w' 入射狭缝的像宽度圆形光栅的半径矩形光栅的宽度矩形光栅的高度2.2 型配置型仪器主要由一片面积很大的球面反射镜和一片衍射光栅组成（参看图2.1）。
首先，反射镜的一部分收集并准直将要入射到平面光栅上的光。
然后，反射镜的另一部分将衍射分光后的光线聚焦并使之在出射平面上成入口狭缝的像。
这是一类造价低廉、非常常见的设计，但是由于系统偏差如球面偏差（）、彗差（）、散光偏差（）以及非平面焦平面等，它在离轴光线的成像质量方面能力有限。