光栅分光是分光测色仪常见的分光方式,其根据光栅性状的不同,又可以分为平面光栅分光测色仪和凹面光栅分光测色仪。对于平面光栅分光测色的原理、特点及优势,许多的用户不是很了解,下文对此做了介绍。
分光测色仪常见分光方式:
分光测色仪常见分光方式是光栅分光,光栅后分光是利用核心光学器件将复合光分开为按一定波长规律依次分布的光谱带,在光谱带出放置金属挡片,通过在金属挡片上开细条缝隙,让特定波长的光透过,而阻挡不需要的光,透过金属挡片的光到达接收单元,实现分光。光栅分光效率高、分光准确、杂散光低、波长准确性高,可实现更高的测量灵敏度和线性范围,是目前中高速生化分析仪的主流分光方式,在分光测色仪中也较为常用。
据光栅的形状,又可分为平面光栅和凹面光栅。平面光栅需要配合准直镜、聚焦镜等光学元件来实现光的准直、分光和聚焦;凹面光栅则兼具分光和聚焦的功能,不需要额外的聚焦元件。
平面光栅分光测色仪的原理:
平面分光分光测色仪的工作原理基于光的色散现象和光电转换原理。首先,仪器的光源发出的光照射到被测物体表面,物体对不同波长的光进行选择性吸收、反射或透射。反射或透射光进入仪器内部,通过准直镜将光线变为平行光,平行光照射到平面光栅上。平面光栅是在平面基板上刻有一系列等距且平行的刻痕或槽线,当平行光照射到光栅上时,根据光的衍射和干涉原理,不同波长的光会以不同的角度衍射,从而将复合光分解成按波长顺序排列的单色光。这些单色光再通过聚焦镜聚焦到光电探测器(如光电二极管阵列)上,光电探测器将不同波长的光信号转换为电信号,经过信号处理和放大后,由仪器的微处理器对电信号进行分析和计算,根据预先设定的算法和色彩空间模型(如CIELAB、CIEXYZ等),将电信号转换为对应的颜色参数值,如色度坐标、亮度值等,从而实现对物体颜色的测量和分析。
平面光栅分光测色仪的特点:
1.高精度分光
平面光栅能够将复合光精确地分解为不同波长的单色光,分光精度较高,可分辨出微小的波长差异,从而准确测量物体的光谱特性。
2.多波长同时测量
通常配备光电二极管阵列等探测器,可同时测量多个波长的光信号,快速获取物体的光谱数据,提高测量效率。
3.可定制化
可以根据不同的应用需求,选择不同规格的平面光栅和探测器,调整仪器的光谱测量范围、分辨率等参数,以适应不同类型物体的颜色测量。
4.结构相对复杂
由于需要准直镜、聚焦镜等多个光学元件来实现光的准直、分光和聚焦,仪器的结构相对复杂,对光学元件的安装和调试要求较高。
平面光栅分光测色仪的原理的优势:
1.高分辨率和准确性
能够提供较高的光谱分辨率,准确测量物体的颜色特性,对于颜色差异较小的样品也能进行精确区分,适用于对颜色准确性要求极高的行业,如高端印刷、色彩科学研究等。
2.宽光谱测量范围
可以覆盖较宽的光谱范围,从可见光到近红外光等,满足不同材料和应用场景的颜色测量需求。
3.良好的重复性和稳定性
通过精确的分光和稳定的光电探测系统,具有较好的重复性和稳定性,在多次测量同一物体时,能够得到较为一致的测量结果,保证了测量数据的可靠性。
4.数据丰富
不仅可以测量物体的颜色参数,还能提供详细的光谱数据,为颜色分析和研究提供更丰富的信息,有助于深入了解物体的光学特性。
5.广泛的应用领域
可应用于多个行业,如涂料、塑料、纺织、电子、汽车等,用于颜色质量控制、配色、产品研发等方面,是实现颜色准确测量和管理的重要工具。
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