光谱分析是一种基于物质的光谱来鉴别物质及其化学组成和相对含量的方法。它以分子和原子的光谱学为基础，主要通过物质粒子对光的吸收现象和发射现象来进行分析。不同物质的原子、离子和分子的能级分布具有特征性，因此吸收光子和发射光子的能量也是独特的，这为定性分析和定量分析提供了基础。广泛应用于化学、物理、生物、环境科学、材料科学等领域。常见的光谱分仪器有：光栅光谱仪、分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等等。
2.1、光栅光谱仪
1、简介
光栅光谱仪是一种将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，广泛应用于物理学、化学、天文学、材料科学、环境监测、医疗诊断等领域，用于分析物质的光学特性、成分组成、结构信息等。光栅光谱仪的适用波段范围因具体型号和配置而异，但通常可以覆盖紫外、可见光和近红外区域，即190-2400nm。
2、工作原理
光栅光谱仪的基本原理是基于光的衍射现象。仪器内部装有一个光栅，该光栅通过一系列细小的平行刻线将入射光分散开来。当光线通过光栅时，光波会发生衍射，分散成不同的波长。这些波长组成的光谱可以被探测器精确记录，从而得出样品的光谱数据。
光栅方程
光栅方程描述了入射光、衍射光和光栅参数之间的关系，其表达式为：
mλ=d(sinα+sinβ)
光栅原理图
其中，d是光栅常数（即相邻刻线的间距），α是入射角，β是衍射角，λ是光的波长，m是衍射级次。
3、仪器构成
光栅光谱仪是一种用于分析光谱的仪器，其主要由光源（卤钨灯等）、入射狭缝、准直系统、光栅、聚焦系统和阵列探测器（硅、InGaAs等）及电子学系统等部分组成。
图三光栅光谱仪结构图
2.2、分光光度计
1、简介
分光光度计是一种将成分复杂的光分解为单色光的科学仪器，广泛应用于化学分析、生物化学、环境监测、药物研发、食品安全和临床诊断等领域。用于分析物质光学特性、成分组成、结构信息等。根据具体的应用需求选择合适的类型和规格，一般在波长范围190-3300nm内选取某一波段。
2、工作原理
分光光度计的基本原理是基于物质对光的选择性吸收特性，符合比尔-朗伯定律，即吸收光的强度与物质的浓度成正比。仪器内部装有单色仪，通过单色仪将复色光分解为单一波长的光。当单色光经过样品池后，与被测物质吸收、反射，剩余光可以被探测器精确记录，从而得出该样品对应波长的光谱数据
比尔-朗伯定律：
比尔-朗伯定律概述图
其中A：吸光度、T：透射率、I0：入射光强度、It：出射光强度、
k：常数，摩尔吸收系数、c：物质的浓度、L：液层厚度（通过物质的光程）
3、仪器构成
分光光度计是一种用于测量物质对光的吸收、透射或反射特性的科学仪器，其主要由光源（卤钨灯、LED等）、入射狭缝、准直系统、单色仪、聚焦系统和探测器（硅光电二极管、InGaAs和PbS等）及电子学系统等部分组成。
分光光度计结构图
LCMini-Chrom系列单色仪
2.3、FTIR
1、简介
傅里叶变换红外光谱仪（FourierTransformInfraredSpectrometer，简称FTIR）。FTIR是一种利用干涉仪干涉调频，再由计算机经傅立叶变换即可获得样品的光谱图的分析仪器。广泛应用于化学、生物、材料科学、环境监测、医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等多个领域。
2、工作原理
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的基本原理基于干涉原理和傅里叶变换的数学方法。FTIR使用一个宽频谱红外光源，发出的光通过分束器被分成两束，一束反射到固定镜，另一束反射到移动镜。移动镜以恒定速度移动，导致两束光的光程差发生变化，从而产生干涉光。干涉光通过样品时，样品会吸收特定波长的光，形成吸收峰。探测器记录下干涉光的强度变化，形成干涉图。计算机对这些干涉图进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，最终得到以波数为横坐标的红外光谱图。
FTIR原理图
3、仪器构成
FTIR（傅里叶变换红外光谱仪）是一种高精度的分析仪器，其主要由红外光源（红外黑体光源、近红外卤素灯等）、参考光源(VCSEL、He-Ne激光器等)、干涉仪、样品室、探测器（硅探测器、InGaAs、碲镉汞（MCT）、DLaTGS或钽酸锂（LiTaO3）材料的热释电探测器等）、计算机系统等部分组成。
在FTIR中，VCSEL和He-Ne激光器都可作为参考光源，用于提供稳定的频率基准以校准光谱仪的波数精度，区别在于VCSEL具有低阈值电流、波长稳定性好、光束质量好、易于大规模生产、易于二维集成、高效能、调制速度高等优点，而He-Ne激光器则具有光束质量好、单色性好、稳定性高、相干性好等优势。
推荐型号：
