清空記錄
歷史記錄
取消
清空記錄
歷史記錄
第一步:采集光線——靈活的“光之觸手”
任何分析都要先采樣。對于光譜儀來說,樣本就是“光”。傳統(tǒng)光譜儀往往要求被測物必須放在儀器固定的樣品倉里,非常不便。而光纖光譜儀的妙筆之一,就是引入了一根柔軟、纖細的光纖。
您可以把它想象成光譜儀伸出去的一條“光之觸手”。這根觸手可以輕易地延伸到各種復雜環(huán)境:
可以探入流動的污水管道,實時監(jiān)測水質(zhì)。
可以對準高溫的冶煉爐,分析金屬成分。
可以連接至手術探頭,識別癌變組織。
通過光纖,被測物發(fā)出的光被高效地捕獲并傳導至光譜儀的內(nèi)部。這是所有故事的開端。
第二步:分光解析——精彩的“色散魔術”
光線通過光纖,從“入射狹縫”進入光譜儀內(nèi)部。此時的光是所有波長混合在一起的“白光”。接下來,一場精彩的魔術——色散,即將上演。
這個過程的核心角色是“光柵”。您可以把它想象成一個極其精密的多層“篩子”,或者一個超微型的“衍射柵欄”。當混合光照射到光柵上時,不同波長的光會因為物理規(guī)律(衍射和干涉)而以略微不同的角度反射出去。
波長較長的紅光,偏轉(zhuǎn)角度大一些。
波長較短的藍光,偏轉(zhuǎn)角度小一些。
就這樣,一束混合光被神奇地“分解”成一道從紅到藍連續(xù)變化的彩虹(光譜)。這個原理和牛頓用三棱鏡將太陽光分解成七色光是一樣的,只是光柵能做到更精確、更高效。
第三步:探測讀數(shù)——精準的“光子會計”
分解后的彩虹光束,接下來會照射到一個叫做“探測器”的元件上。它是整個系統(tǒng)的“終點裁判”和“會計”。
現(xiàn)代光纖光譜儀通常使用CCD或CMOS陣列探測器。這個探測器由成千上萬個微小的“像素”點構(gòu)成,每一個像素點都像一個微型的“光子計數(shù)器”。它們被精確地排列在光譜落下的焦平面上:
負責紅色波長的光落在探測器陣列的這一端。
負責藍色波長的光落在另一端。
每個像素點會記錄下照射到它上面的光強度,并將其轉(zhuǎn)換成相應的電信號。最終,計算機會收集所有像素點的電信號,生成一張以“波長”為橫坐標、“光強度”為縱坐標的圖譜——這就是我們所說的“光譜”。
總結(jié)
看,原理就是這么清晰的三部曲:光纖采樣 → 光柵分光 → 探測器成像。光纖光譜儀就像一個現(xiàn)代化工廠:光纖是負責運輸原料(光)的傳送帶,光柵是高度自動化的分揀車間,而探測器則是最終打包、貼標并生成數(shù)據(jù)報表的智能倉庫。在3分鐘內(nèi),您已經(jīng)掌握了這個精密儀器的核心工作流程。
RELATED NEWS
相關新聞