拉曼光谱仪的基本功能是吸收光,将其分解为光谱成分,将信号数字化作为波长的函数,并将其读出并通过计算机显示出来。这一过程的一步是通过一条被称为入口狭缝的窄孔径直接穿过光纤电缆进入光谱仪。当光线进入分光计时,狭缝的光晕就会改变。在大多数光谱仪中,不同的光束被一个凹面镜对准,并指向一个光栅。光栅然后以略微不同的角度分散光的光谱成分,然后由第二个凹面镜聚焦,并在探测器上成像。另外,一个凹面全息光栅可以被用来同时执行这三个功能。这个替代方案有各种各样的优点和缺点,稍后会详细讨论。
一旦光线进入探测器,光子就会被转换成电子,并通过usb(或串行口)向计算机读出。然后,该软件根据探测器的像素数目和衍射光栅的线性色散来插入信号,从而建立一个标定,使数据被绘制成一个波长在给定光谱范围内的函数。这些数据可以被用于无数的光谱应用,其中一些将在稍后讨论。
拉曼光谱仪结构紧凑,包括入射狭缝、准直物镜、光栅、成像反射镜、滤色片和阵列探测器,还包括数据采集系统和数据处理系统。光信号经入射狭缝投射到准直物镜上,将发散光变成准平行光反射到光栅上,色散后经成像反射镜将光谱呈在阵列接收器的接收面上,形成光谱谱面。拉曼光谱仪谱面既是单色光的序列排布(有次光谱影响),让整个光谱中任一个微小谱带照射到相对应探测器的像元上,在此将光信号转换成电子信号后,经模拟数字转换,a/d放大,由电器系统控制终端显示输出。从而完成各种光谱信号测量分析。
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