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一、單色器

單色器是從光源輻射的連續(xù)光源中分離出所需的足夠窄波段光束的光學(xué)裝置，它是紫外可見分光光度計的核心部分。其性能直接影響光譜帶的寬度，從而影響測定的靈敏度、選擇性和工作曲線的線性范圍。

單色器由入射狹縫、準直鏡、色散元件（光柵或棱鏡）、物鏡和出射狹縫組成。入射狹縫起著限制雜散光進入的作用；準直鏡將從入射狹縫射進來的復(fù)合光變成平行光；色散元件用來分光；物鏡將射到物鏡的平行光會聚在出射狹縫上；出射狹縫起限制光譜帶寬的作用。

（一）棱鏡單色器

棱鏡單色器的色散元件為棱鏡，棱鏡的色散是利用不同波長的光在棱境內(nèi)折射率的不同將復(fù)合光色散為單色光。

棱鏡的角色散率可表示為dθ/dλ，它表示偏向角θ隨波長變化的速率，即為波長差為dλ的兩條相鄰譜線被分開的角度。角色散率可寫為以下形式：

式中，n為棱鏡材料的折射率；dθ/dn表示偏向角隨棱鏡材料的折射率而改變，其值與棱鏡的幾何形狀和入射角有關(guān)；dn/dλ為色散率，表示折射率對波長的變化率，它和棱鏡材料的性質(zhì)有關(guān)。在可見光區(qū)，玻璃的色散率大于石英的色散率，所以可見分光光度計都采用玻璃棱鏡，但是當波長小于400nm時，玻璃透光度大大下降，玻璃棱鏡不能用于小于350nm的紫外光區(qū)，而石英在近紫外光區(qū)仍有較好的色散率和透光度，所以紫外-可見分光光度計采用石英棱鏡。

棱鏡的色散作用還和棱鏡的幾何形狀有關(guān)，棱鏡形狀*常用的是直角利特羅棱鏡，如圖1所示。

光線進入利特羅棱鏡后，由棱鏡的鍍鋁面反射回來，再度進入空氣，經(jīng)過棱鏡兩次色散，其效果相當于頂角為60°的等腰棱鏡。

棱鏡作色散元件時，產(chǎn)生的是一個非線性的波已長分配，為了得到一定純度及一定譜帶寬度的單色光，必須隨波長變化同時調(diào)節(jié)狹縫寬度。

現(xiàn)在一般都不再制造棱鏡式紫外-可見分光光度計，但我國生產(chǎn)的751型紫外-可見分光光度計仍是棱鏡式的。

圖1 直角利特羅棱鏡

（二）光柵單色器

光柵可定義為一系列等寬等距離的平行狹縫，光柵的色散原理是：以光的衍射和干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)，以同樣入射角投射到光柵上的不同波長的混合光，其干涉極大都位于不同的角度位置，對于給定的光柵，不同波長的一級主極大或次極大都不重合，而是按波長次序排列形成一系列分立的譜線，從而使不同波長的復(fù)合光經(jīng)光柵衍射后被分開。

光柵元件可分為透射光柵和反射光柵兩種，透射光柵是在一塊玻璃或其他透明材料上刻畫一系列平行等距離的刻線制成的；反射光柵是在一拋光的金屬表面上刻畫一系列平行而等距離的刻線制成的。根據(jù)光柵基面的形狀反射光柵又分為平面和凹面兩種。若把光柵的線槽刻制成三角形槽線，并使槽面對光柵表面的夾角保持恒定，此類光柵具有以下特性:當光柵對某個波長的入射光形成的衍射光方向正好與該波長在工作面上的鏡面反射方向吻合時，此波長的出射光將比其他波長更明亮，稱此為閃耀。因此，這種光柵稱為閃耀光柵，它常常被統(tǒng)稱為反射光柵。在近代紫外-可見分光光度計中閃耀光柵是*常用的色散元件。

從光柵的刻制方法可將光柵分為機刻光柵和全息光柵兩類，制造機刻光柵需要精密的光學(xué)機械設(shè)備，制造周期長，成本高，故通常使用的是由母光柵作模子制得的復(fù)制光柵。由于機刻光柵的線槽難免有缺陷，會在光譜強線兩旁產(chǎn)生模糊不清的假線，即所謂的“鬼線”。為避免此缺陷，應(yīng)尋求新的制造技術(shù)。全息光柵的制造過程是：由激光器產(chǎn)生的兩束相干的平行光束交會于均勻涂布了光致抗蝕劑的光柵毛坯上時，就會產(chǎn)生均勻、等距的平行直線干涉條紋，使光柵毛坯上的光致抗蝕劑受到不同程度的曝光，再經(jīng)顯影、漂洗和干燥等過程，就可獲得與干涉條紋相同的結(jié)構(gòu)表面，在此表面上真空鍍鋁，就可獲得反射全息光柵。并已制得槽形相當接近鋸齒形、閃耀性能與機刻光柵相似的全息光柵。

全息光柵有以下優(yōu)點：

①工作時不會產(chǎn)生鬼線和伴線；

②不存在機刻線槽的微觀不規(guī)則或毛刺，故雜散光小；

③改變制作條件，可制作消像差的全息光柵；

④可以制作任意尺寸的全息光柵；

⑤制造周期短、成本低

全息凹面光柵根據(jù)使用條件和記錄參數(shù)（兩相干點光源位置）不同，通常可分為四種類型，Ⅲ型光柵就是通常所說的平場凹面全息光柵，該光柵是在傳統(tǒng)凹面全息光柵的基礎(chǔ)上對原來為球面的光柵表面進行調(diào)整，以非球面代替原來的球面，從而對原來出射譜面為羅蘭圓的光譜帶進行了調(diào)整，保證其中一部分出射光譜面為平面，并通過選擇記錄參數(shù)在設(shè)計過程中對各種像差進行了校正。這類光柵適宜與接收面為平面的固態(tài)多通道檢測器件配合使用，實現(xiàn)快速光譜分析。Ⅳ型光柵的記錄參數(shù)和工作參數(shù)也都不在羅蘭圓上，也是變間距的彎曲刻槽，適宜于制成單色儀，尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單，亦稱為單色儀光柵。