单色器的种类

在紫外可见分光光度计等光学类分析仪器中，常将光栅、准直镜、物镜、狭缝等元件组合起来，作为仪器的一个单色器部件。单色器一般又分棱镜单色器和光栅单色器两种。

(1)棱镜单色器

棱镜单色器分为以下几种类型。

透射式棱镜单色器：实际上是由两块30。的分光棱镜和一块直角棱镜组成。直角棱镜只起反光作用，不参与分光。所以，阿贝棱镜可以看成是两块30。的色散棱镜，它与一块60。的分光棱镜的作用等效。

反射式Littrow型棱镜单色器：一般是用一块离轴抛物面镜同时起准直物镜和成像物镜的作用。光束两次通过棱镜，可以使色散加倍。自准式30。棱镜单色器在分辨率要求不高的时候，经常采用一块球面镜和一块30。棱镜组成简单的Littrow型棱镜单色器。在棱镜直角边的一侧涂上反射膜层，使光束经此面折回。当旋转自准棱镜时，可实现波长扫描。为减少杂散光，一般在棱镜膜层后面霉不通光的棱边上涂上黑色无光漆。

Wadsworth型棱镜单色器：其色散棱镜和一块平面反射镜连在一起，形成恒偏向装置。波长扫描时，棱镜和平面镜一起绕棱镜底边中点旋转。该系统有较好的成像质量。

棱镜单色器的棱镜，有的用玻璃（可见光区），有的用石英（紫外光区），有的用NaCl或NaF等晶体（红外区），根据不同的类型而定。

(2)光栅单色器

常见的光栅单色器种类有以下几种。

Littrow型光栅单色器：光束在光栅上的入射角接近等于衍射角，准直物镜成像物镜同用一个物镜。这种类型的单色器，又称自准式光栅单色器。因为它的入射狭缝与出射狭缝很靠近，所以其杂散光比较大。

Czerny-Turner（简称C-T型）型光栅单色器：这种光栅单色器是一种采用两块球面镜作为准直镜和成像物镜的系统。常用水平排列方式。两块球面镜可以相互补偿彗差，具有较好的成像质量。并且，增加狭缝高度，不会严重影响仪器的分辨率。同时，球面镜的加工也比较容易。

濑谷—波冈型凹面光栅单色器：这是一种罗兰圆外的装置，入射和出射狭缝都在罗兰圆之外，光栅上的入射光轴与出射光轴夹角较大，一般约为70。。在保持入射狭缝和出射狭缝都不动的情况下，绕光栅中心转动光栅，就可完成光谱扫描。一般入射角由26。变到44。时，离焦量为光栅中心到出射狭缝距离的01%。其主要像差是像散和彗差。但已有消像散的凹面光栅，可消除像散，获得很高的像质。

Ebert型光栅单色器：只用一块凹面球面镜的两部分，作为准直镜和物镜，代替C-T型光栅单色器的两块凹面球面镜。此结构较简单，成本较低。

Monk-Gilieson型光栅单色器：是一种更加）简单的单色器，只有一块光栅和一个双凸透镜。

此外，还有双单色器。如果将两个简单的单色器连接在一起，就组成了双单色器。双单色器有一个入射狭缝、一个出射狭缝和一个中间狭缝。中间狭缝既是第一个单色器的出射狭缝，又是第二个单色器的入射狭缝。两个单色器的连接有两种方式：一种是两个单色器的色散相加，另一种是两个单色器的色散相减。

判断双单色器中两个单色器的色散是相加还是相减，可用下述简单方法：假设一路光束从第一个单色器的入射狭缝进入，另外一路光束从第二个单色器的出狭缝进入，两路光束聚焦成像在中间狭缝平面上，如果两路光束形成的长波光线及短波光线位置都相同，则为色散相减系统；如果所形成的长波光线及短波光线位置相反，则为色散相加系统。

很多设计者在设计光栅单色仪时，喜欢采用IV型凹面全息光栅组成最简、而杂散光又很小的单色器。因为IV型凹面全息光栅组成的单色器只需要一光栅和两个狭缝，而且，入射射狭缝和出射狭缝是物像关系。如北京普析通用公司生产的高压液相色谱仪，采用Ⅳ型凹面全息光栅组成的简单单色仪作为分光检测器，性能很好。

要想使用IV型凹面全息光栅组成简单的单色仪，必须对IV型凹面全息光栅的光学特性有所了解。它是一种消像差的光栅，入射狭缝和出射狭缝是物像关系。有些高压液相色谱仪器的设计者，在使用IV型凹面全息光栅组成单色仪时，为了加强对光能量的利用，在单色器的出射狭缝处加一块透镜。但是，透镜没有消色差，造成可见光区和紫外光区的像点不在同一个位置（流动池的中心），甚至可能相差很远，结果反而适得其反。

光栅单色器常用的光栅有刻划光栅、全息光栅、复制光栅等，其中又分为平面光栅、凹面光栅、中阶梯光栅等（还可以细分）。一般紫外可见分光光度计等光学类分析仪器中使用的光栅多为复制光栅。

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