说到光谱仪，有很多物理和光学等方面的研究者，应该直接就会有几大品牌出现在脑海，当然对于很多材料、化学等方面的研究者，可能对它还有不胜明白的地方，也不排除部分人可能直接就没接触过，比如生物、环境等等。但是就当前的科研发展趋势来说，越来越多的科研方向需要用到光谱仪这一重要的科研仪器，并不是说光谱仪功能有多多，而是现在各个科研方向对光的依赖越来越强，越来越多的学科需要通过光来得到更多的信息。

那么下面我就来为各位详细的介绍和分析一下这种高级而简单的科研仪器。

我下面要说的光谱仪和各位在百度上搜索的光谱仪完全不一样，百度上搜索的光谱仪是什么？大家可以去搜一下，我觉得百度百科解释的光谱仪，对新手完全不适用，而且给我的感觉就一个字——乱！完全不是介绍光谱仪，而是在推销产品！我下面说的是一个单纯的光谱仪，不带光源，不带探测器，不带各种显微等周边附件的光谱仪，也可以说是各种成套拉曼、荧光、透射/反射/吸收等光谱仪的核心部分！

各大实验室最常见的光谱仪都是C-T结构的，这一类光谱仪我们也叫单色仪，主要分为两类：

1、对称式离轴扫描C-T结构，这种结构是内部光路完全对称，光栅塔轮上只有一个中心轴。由于完全对称，会产生二次衍射，导致杂散光特别强，并且由于是离轴扫描，准确性会降低。

2、非对称式在轴扫描C-T结构，即内部光路不完全对称，光栅塔轮上有两个中心轴，保证光栅转动时是在轴扫描，有效的抑制了杂散光，提高了准确性。

其主要组成部分如下图：

A.   入射光源

B.   入口狭缝

C.   准直镜

D.   光栅

E.    聚焦镜

F.    出口(狭缝)

G.   探测器

对这些部件，有几个地方是需要注意的：

A、  入射光源：光源的F数（这个稍后会解释）要和光谱仪的F数匹配，使光通量最大。

B、  入口狭缝：一般分为电动和手动千分尺狭缝，电动是电脑控制，重复性和准确性高，方便调节，优于手动。

C、  准直镜：主要作用是把入射光变成平行光打到光栅上。

D、  光栅：分为刻划光栅（效率高，但有鬼线）、全息光栅（无鬼线，但效率低）、等离子刻蚀光栅（此类光栅为第三代光栅，兼顾前两种光栅的优点）；转动方式在轴扫描要优于离轴扫描。

E、   聚焦镜：特别需要注意这个地方，很多厂家由于不是采用超环面镜，导致聚焦在出口的时候是一个弧面，大大降低了光谱仪的空间分辨率。

F、   出口（狭缝）：可以是狭缝，也可以是CCD出口，主要看后面接的探测器，如果是狭缝，也存在电动和手动之分。

G、  探测器：可接单点探测器，也可接CCD探测器。

了解了光谱仪的结构，我们来看看它主要的几个参数：

1、   焦长：主要和分辨率相关，其他条件相同的情况下，焦长越长，分辨率越高，但是相应的光通量也会降低。

2、   相对孔径：即前面提到的F数，主要和焦长与准直镜大小有关，焦长越长，就需要更大面积的准直镜和光栅及后面的聚焦镜，只有这样才能保证更大的光通量，使信号更强。

3、   光谱范围：这个主要是由光栅决定的，主要看厂家光栅库型号数量。

4、   光栅尺寸：这个特别需要注意，如果光谱仪焦长变长，光栅尺寸一定需要变大，要不然光通量会减少特别多。

5、   分辨率：分开两条临近谱线能力的度量，是光谱仪最重要指标，主要和光栅刻线数、焦长、狭缝宽度、系统的光学像差以及内部结构有关，可近似认为符合以下公式：R∝n·F/W (n-光栅线数；F-焦距；W-狭缝宽度)；公认的分辨率是用PMT探测器测量出来的，测量条件是在1200g/mm光栅，435nm处，狭缝宽度为10um。

6、   波长重复性：光谱仪返回原波长的能力，体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。

7、   波长准确性：光谱仪设定波长与实际波长的差值。

8、   光谱线色散：分辨率的另一种表征，分辨率越高，线色散越大。

9、   杂散光：光谱仪性能优劣最直观的参数之一，但是目前确实还有很多科研工作者没有在意这个参数，其实这个参数特别重要，先不说在拉曼试验中非常重要，我再举一个例子：在定量测量透射或者吸收变化时，如果变化小于0.01%，为了去除杂散光带来的影响，就必须使用杂散光小于10^-4的光谱仪，如果是大于10^-4，那么就无法从后面的探测器上体现出来。

10、 扫描速度：每秒扫描光谱宽度（单点探测器），一般都是160nm/s，目前最快的为300nm/s。

以上基本上所有重要的参数都涵盖了，这类光谱仪能做的试验非常多，加上一些周边附件，能测量不同温度下的光（电）致发光、化学发光、拉曼光谱、荧光光谱、等离子体发射光谱、透射/反射/吸收光谱等等，还能直接当成一个单色光源使用，应用非常广泛，而且可由用户按自己要求与其他附件进行搭建，组建成一个开放、高性能的试验平台。