光谱小讲堂 第②期 直读光谱仪结构
我们在上篇文章提到，如今的直读光谱仪已经成为分析测试领域中的重要工具。本篇我们从结构入手，为大家解读直读光谱仪内部的工作流程。
目前，光谱类仪器的光学系统大体可分为如下四类：
1. 棱镜分光系统
2. 平面光栅分光系统
3. 凹面光栅分光系统
4. 中阶梯光栅分光系统
其中，由于凹面光栅独有的特点，已被绝大多数直读光谱仪所采用。凹面光栅是1882年有罗兰（rowland）提出的，它是刻划在球面的一系列等距刻槽的反射式衍射光栅。与平面光栅必须借助成像系统来形成谱线不同，凹面光栅在光路中兼具色散和聚焦两种作用，因此在凹面光栅可使光谱仪的光路更加紧凑。
我们gnr是1942年，最早开发出光谱仪的厂家。我们所采用的就是凹面光栅分光系统，整机可分为如下三部分：
样品激发部分
分光系统部分
检测单元部分
最后的数据信号由软件来处理，这部分内容也非常重要，我们日后还会专门探讨。
一、激发系统
激发系统是直读光谱仪中一个极为重要的组成部分，它的作用是给样品提供激发所需的能量，使样品发光，以便后续检测。每种元素激发后发出的光都具有特征谱线，这些谱线的强度与样品中的含量之间具有函数关系。
样品中一般含有多种元素，不同的元素会发出不同的光。但是这些光全部杂糅在一起，接下来的一步就要把这些复合光分解成单色光。
二、 分光系统
分光系统是光谱仪器的核心。在直读光谱仪中普遍使用的是帕邢-龙格装置（见下面实物图），其作用是把不同波长的复合光进行色散变成单色光。这些单色光与特定元素有特定联系（如钠的焰色反应），而光强度可以被直接检测出来。
三、检测系统
检测系统的核心部件是检测器，常见的检测器为pmt(光电倍增管)和ccd(电感耦合装置)。ccd主要针对有色金属合金材料的常量分析（c、s、p、n等非金属测量不适合），而pmt主要在黑色金属的测试方面表现出色（非金属元素分析比较可靠），对于纯度较高的有色金属测试其微量杂质含量也是首选。
