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單色儀與光譜攝譜儀的結(jié)構(gòu)相似，為從寬波段的輻射束中分離出一系列狹窄波段的電磁輻射。它以出射狹縫取代攝譜儀焦面上的感光板。有棱鏡單色儀和光柵單色儀。
其中光柵單色儀比較應(yīng)用廣泛。在科研、生產(chǎn)、質(zhì)控等環(huán)節(jié)。無論是穿透吸收光譜，還是熒光光譜，拉曼光譜，如何獲得單波長輻射是不可少的。由于現(xiàn)代單色儀可具有很寬的光譜范圍（UV- IR），高光譜分辨率（到0.001nm）,自動波長掃描，完整的電腦控制功能極易與其他周邊設(shè)備融合為高性能自動測試系統(tǒng)，使用電腦自動掃描多光柵單色儀已成為光譜研究的選擇。
當一束復(fù)合光線進入單色儀的入射狹縫，首先由光學(xué)準直鏡匯聚成平行光，再通過衍射光柵色散為分開的波長（顏色）。利用每個波長離開光柵的角度不同，由聚焦反射鏡再成像出射狹縫。通過電腦控制可準確地改變出射波長。
單色儀與CCD聯(lián)用后具有大的功能。超環(huán)面反射鏡能夠有效糾正成像時產(chǎn)生的散光、正切方向優(yōu)化分辨率、 弧矢方向優(yōu)化成像。CCD位置可調(diào)， 從而可以靈活地選擇成像優(yōu)先和分辨率優(yōu)先。同時，采用非對稱式光路設(shè)計及光柵在軸掃描**技術(shù)， 可以有效減少慧差和其它像差，使單色儀具有更寬的平場范匪。此外單色儀采用比準直鏡尺寸更大的超環(huán)面聚焦鏡，焦平面邊緣無光通量損失， 使整個平場范圍內(nèi)無暗角。
平面光柵單色儀的工作原理是光源發(fā)出的光均勻地照亮在入射狹縫S1上，S1位于離軸拋物鏡的焦面上。光經(jīng)過M1平行照射到光柵上，并經(jīng)過光柵的衍射回到M1，經(jīng)M1反射的光經(jīng)過M2會聚到S2出射狹縫上，*后照到光電接受元件上。由于光柵的衍射作用，從出射狹縫出來的光線為單色光。當光柵順時針轉(zhuǎn)動時，從出射狹縫里出來的光由短波到長波依次出現(xiàn)。這種光學(xué)系統(tǒng)稱為李特洛式光學(xué)系統(tǒng)。
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