光栅光谱仪(2)

光栅光谱仪

光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器。光栅光谱仪是光谱测量中最常用的仪器，基

本结构如图1所示。它由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构

成。

四 实验装置 WDS系列多功能光栅光谱仪的操作由计算机操作

和手工操作来完成。单色仪的入射狭缝宽度、出射狭缝

宽度和负高压（光电倍增管接收系统）不受计算机控制用手工设置外，其它的各项参数设置和测量均由计算机

来完成。WDS系列多功能光栅光谱仪结构框图如右图

所示。

1 光学系统

光谱仪光学系统，如图1所示：M1

准光镜、M2物镜、M3转镜、G平面衍

射光栅、S1入射狭缝、通过旋转M3选

择出射狭缝S2或S3从而选择接收器件

类型，出射狭缝为S2则为光电倍增管或

硫化铅、钽酸锂、TGS等接收器件；出

射狭缝为S3则为CCD接受器件。入射

狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围

0~2mm连续可调，光源发出的光束进入

入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2

的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M2成像在S2上，或经物镜M2和M3平面成像在S3上。

光源系统为仪器提供工作光源，可选氘灯、钨灯、钠灯、汞灯等各种光源。

2 电子系统

电子系统由电源系统、接收系统、信号放大系统、A/D转换系统和光源系统等部分组成。

电源系统为仪器提供所需的工作电压；接受系统将光信号转换成电信号；信号放大器系统包括前置放大器和放大器两个部分；A/D转换系统将模拟信号转换成数字信号，以便计算机进行处理。

3 软件系统

WDS系列多功能光栅光谱仪的控制和光谱数据处理操作均由计算机来完成。

软件系统主要功能有：仪器系统复位、光谱扫描、各种动作控制、测量参数设置、光谱采集、光谱数据文件管理、光谱数据的计算等。

WDS系列多功能光栅光谱仪器系统操作软件根据型号不同和接收仪器不的同配有PMT操作系统和CCD操作系统。每一系统均可采用快捷键和下拉菜单来进行仪器操作，下面分别进行说明。

3.1 PMT操作系统

3.1.1 开机与系统复位

确认光栅光谱仪已经正确连接并打开电源。

在WONDOWS操作系统中，从“开始”——“程序”——“WDS系列光栅光谱仪”中执行相应的PMT可执行程序，或双击桌面上的快捷方式，启动系统操作程序。

在系统初始化过程后应有波长复位正确的提示，然后按“确定”进入系统操作主界面。

3.1.2菜单栏的使用

系统菜单栏包括文件、测量方式、数据处理、系统操作和帮助五项内容。

其中，η为光栅的旋转角度，ψ为入射角和衍射角之和的一半，对给定的单色仪来说ψ为一常数。

光栅光谱仪

3.1.2.1文件

文件菜单中包括新建、打开、存盘、参数设置、打印和退出系统等项。其中，新建，即清除当前图谱文件并重新建立一个图谱文件。

打开，即打开已存图谱文件，可根据系统提示选择文件所在路径。

存盘，即保存当前图谱文件，可根据系统提示选择文件保存路径。

参数设置，即根据测量需对系统参数进行相应的参数设置。

在测量模式一栏中，可选择能量或透过率测量，并在系统允许的范围内，对起始刻度和终止刻度进行设置。能量（０~4095），透过率（0~100）。

在扫描速度一栏中，可对扫描记录数据的速度进行相应的设置，当样品未知时，一般可选择快速或中速，对于不同的仪器型号会稍有所不同。

在扫描方式一栏中，可选择测量为连续方式或重复方式，或在当前波长对时间进行记录。

在波长范围一栏中，可根据需要在系统允许的波长范围内对其进行相应的设置。系统允许的波长范围根据仪器型号的不同有所不同。

在光谱带宽一栏中，系统设置为手动，即根据测量需要对出射、入射狭缝宽度进行相应的设置。 系统默认增益为1，若信号较弱，可适当选择增益（1~4）。

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