光谱仪工作过程及原理

光谱仪是一种可以将含有多种波长光的复合光分解为具体单一光谱线的科学仪器，分光主要依靠棱镜或衍射光栅等器件。光谱仪应用了光谱学原理、光学技术等理论，可测量物体表面反射或投射的光线，从而获得其反射或投射光谱，可以分析其光成分、物体的元素含量，以及物质结构等信息。因不需要与待测样品直接接触，只需要测量光的信息，可以实现无损检测而有其他测量仪器不可替代的优势。以吸收光谱光谱仪器为例，光谱仪主要工作过程如图所示：

光谱仪工作原理

标准复色从光源模块发出，照射到待测样品，样品中的分子或原子吸收特定波长的光子，反射光或透射光便获得了样品的信息，继而通过光路准直模块成为平行光，携带信息的平行光再进入光学色散模块，光学色散模块将复色平行光分解成不同波长的单色光，各单色光经过光路聚焦模块依次在焦平面成像，形成各单色光的谱线，即初级的光谱图。

然后采集模块将成像后的各谱线光信号接收，一般将其转换为与光强正相关的电压信号，此时该电学信号是初级模拟信号，需要数据传输模块将模拟信号进一步处理，如对信号进行放大增强、滤波处理，再进行模数转换，得到数字信号后传输到下一级系统即上位机进行存储或处理。计算机可以将数字信号整理处理成依照波长变化的图谱，此时便得到了光谱图，计算机还可以按照具体需要对数据进行进一步的处理。

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