光谱仪的分类

1、光谱分辨率光谱分辨率spectral resolution定义1：遥感器能分辨的最小波长间隔，是遥感器的性能指标。

遥感器的波段划分得越细，光谱的分辨率就越高，遥感影像区分不同地物的能力越强。

定义2：多光谱遥感器接收目标辐射信号时所能分辨的最小波长间隔。

光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，现在的技术可以达到5~6nm（纳米）量级，400多个波段。

细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。

传感器的波谱范围，一般来说识别某种波谱的范围窄，则相应光谱分辨率高。

举个例子：可以分辨红外、红橙黄绿青蓝紫紫外的传感器的光谱分辨率就比只能分辨红绿蓝的传感器的光谱分辨率高。

一般来说，传感器的波段数越多波段宽度越窄，地面物体的信息越容易区分和识别，针对性越强。

2、什么是高光谱，多光谱及超光谱高光谱成像是新一代光电检测技术，兴起于2O世纪8O年代，目前仍在迅猛发展巾。

高光谱成像是相对多光谱成像而言，通过高光谱成像方法获得的高光谱图像与通过多光谱成像获取的多光谱图像相比具有更丰富的图像和光谱信息。

如果根据传感器的光谱分辨率对光谱成像技术进行分类，光谱成像技术一般可分成3类。

(1)多光谱成像——光谱分辨率在delta_lambda/lambda=0．1mm数量级，这样的传感器在可见光和近红外区域一般只有几个波段。

(2)高光谱成像——光谱分辨率在delta_lambda/lambda=0．01mm数量级，这样的传感器在可见光和近红外区域有几十到数百个波段，光谱分辨率可达nm 级。

(3)超光谱成像——光谱分辨率在delta_lambda/lambda =O．001mm=1nm数量级，这样的传感器在可见光和近红外区域可达数千个波段。

众所周知，光谱分析是自然科学中一种重要的研究手段，光谱技术能检测到被测物体的物理结构、化学成分等指标。

光谱评价是基于点测量，而图像测量是基于空间特性变化，两者各有其优缺点。

光学的分类光学是研究光的传播、相互作用和性质的一门科学。

根据研究对象和方法的不同，光学可以分为多个分类。

以下将详细介绍光学的几个主要分类。

1. 几何光学几何光学是光学的一个基础分支，主要研究光的传播和反射、折射、干涉、衍射等基本现象，基于光线模型进行分析。

几何光学适用于描述光在粗糙程度远小于光的波长的介质中传播时的规律。

它的主要理论基础是光的几何特性，如光的反射定律、折射定律和成像方程等。

几何光学的应用非常广泛，例如光学显微镜、望远镜、放大镜以及人们日常使用的眼镜等。

几何光学也为我们理解光的传播提供了一个简单、直观的模型。

2. 物理光学物理光学是研究光的波动性质的一门学科，它考虑光波在传播过程中的干涉、衍射、偏振等现象，并通过波动方程和波动光学理论进行解释。

物理光学的研究对象是光波的传播和相互作用，它涉及到光的频率、波长、相位、强度等方面的描述。

物理光学的研究对于理解光的性质和光与物质之间的相互作用具有重要意义。

物理光学的应用包括激光、光纤通信、光学薄膜、光谱学等领域。

3. 波动光学波动光学是物理光学的一个重要分支，专门研究光的波动性质和波动光学现象。

波动光学的主要研究内容包括光的干涉、衍射、散射等现象，以及与波动光学有关的各种光学器件的设计和应用。

波动光学的研究基于光的波动性质，通过对波动方程的求解和光场的描述，揭示了光在传播过程中的特性和规律。

波动光学广泛应用于光学成像、光学信息处理等领域。

4. 光学仪器光学仪器是利用光的性质和光学原理设计和制造的仪器和装置，用于观察、测量、加工和控制光。

根据所测量或实现的任务的不同，光学仪器可以被分为多个子类。

4.1 显微镜显微镜是一种利用光的散射、折射和干涉等现象观察细小物体的光学仪器。

根据光路结构的不同，显微镜可以分为光学显微镜、电子显微镜等。

光学显微镜利用物理光学的原理，通过透射光观察样品的微小细节。

它在生物学、医学、材料科学等领域具有广泛应用。

4.2 激光器激光器是一种产生一束集中、单色、相干光束的装置。

光谱分析报告正式版目录光谱分析报告正式版 (1)引言 (1)背景介绍 (1)研究目的 (2)光谱分析的基本原理 (3)光谱的定义和分类 (3)光谱分析的基本原理 (4)光谱仪器的分类和工作原理 (5)光谱分析的应用领域 (5)生物医学领域 (5)环境监测领域 (6)材料科学领域 (7)其他应用领域 (8)光谱分析的方法和技术 (9)原子吸收光谱法 (9)紫外-可见吸收光谱法 (10)红外光谱法 (10)质谱法 (11)核磁共振光谱法 (12)光谱分析的优势和挑战 (13)优势 (13)挑战 (14)光谱分析的未来发展趋势 (15)技术创新 (15)应用拓展 (15)结论 (16)引言背景介绍光谱分析是一种重要的科学技术，它通过研究物质与光的相互作用，可以获取物质的结构、组成和性质等信息。

光谱分析广泛应用于物理、化学、生物、地质等领域，为科学研究和工程应用提供了强大的工具和方法。

光谱分析的历史可以追溯到17世纪，当时科学家们开始研究光的性质和行为。

最早的光谱实验是由英国科学家牛顿进行的，他通过将光通过三棱镜分解成不同颜色的光束，发现了光的色散现象。

这一发现为后来的光谱分析奠定了基础。

19世纪末，德国物理学家基尔霍夫提出了光谱分析的理论基础，他发现不同物质在光的作用下会产生特定的光谱线，这些光谱线可以用来识别物质的成分和性质。

基尔霍夫的理论为光谱分析的发展提供了重要的指导。

20世纪初，光谱分析得到了快速发展。

英国科学家拉姆齐和英国物理学家汤姆逊发现了质谱仪，它可以通过将物质分子进行离子化，然后通过磁场和电场的作用，将离子按质量和电荷进行分离，从而得到物质的质谱图。

质谱仪的发明极大地推动了光谱分析的进展。

随着科学技术的不断发展，光谱分析的方法也不断丰富和完善。

目前常用的光谱分析方法包括原子吸收光谱、原子发射光谱、紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

每种方法都有其特定的应用领域和优势，可以用来研究不同类型的物质。

科学仪器设备分类表汇编科学仪器设备是科学研究和实验中不可或缺的工具，根据其功能和用途的不同，可以将科学仪器设备分为多个种类。

本文将对常见的科学仪器设备进行分类，并提供详细的分类表汇编。

一、光学仪器光学仪器是利用光学原理进行观察和测量的仪器，常见的光学仪器有：1.显微镜：用来观察微小的物体或细胞结构的仪器；2.望远镜：用来观察远处天体的仪器；3.光谱仪：用来测量物质的光谱特性的仪器；4.激光器：产生高强度、高一致性的激光光束的仪器；5.红外线光谱仪：用来测量物质在红外线波段的吸收和发射特性的仪器；6.紫外线分光光度计：测量紫外线区域物质吸收的仪器。

二、电子仪器电子仪器是使用电子技术进行测量和控制的仪器，常见的电子仪器有：1.示波器：用来显示电压随时间变化的仪器；2.频谱分析仪：用来分析信号频谱特征的仪器；3.信号发生器：用来产生各种信号波形的仪器；4.电子天平：用来测量物体质量的仪器；5.电子显微镜：使用电子束来观察物体的微观结构的仪器。

三、化学仪器化学仪器是用于进行化学实验和分析的仪器，常见的化学仪器有：1.pH计：用来测量溶液酸碱度的仪器；2.离心机：用来分离液体中的固体颗粒或液体混合物的仪器；3.热解仪：用于将物质加热分解的仪器；4.气相色谱仪：用于分离和分析化学物质混合物中的成分的仪器；5.原子吸收光谱仪：用于测量物质中特定金属元素的含量的仪器；6.液相色谱仪：用于分离和分析化学物质混合物的仪器。

四、物理实验仪器物理实验仪器是用于进行物理实验和测量的仪器，常见的物理实验仪器有：1.米耳计：用来测量液体体积的仪器；2.万能试验机：用于进行材料的拉伸、压缩等力学性能测试的仪器；3.弹簧测力计：用来测量物体受力的仪器；4.平衡仪：用来测量物体的质量或者物体之间的力的平衡关系的仪器；5.热导仪：用于测量物体热导率的仪器；6.电阻测量仪：用来测量电阻值的仪器。

五、生物医学仪器生物医学仪器是用于生物医学研究和医疗诊断的仪器，常见的生物医学仪器有：1.心电图机：用来记录心电图的仪器；2.血压计：用来测量血压的仪器；3.心脏起搏器：用于调节心脏节律的仪器；4.磁共振成像仪：用于生成人体各种组织和器官的图像的仪器；5.血糖仪：用于测量血糖水平的仪器；6.病理切片机：用于制备和处理组织切片的仪器。

傅里叶红外光谱仪测试标准傅里叶红外光谱仪测试标准一、简介傅里叶红外光谱仪是一种分析物质的工具，可用于分析分子结构，质量测定以及应用于各个领域的材料研究与开发。

针对这种仪器，需要严格遵守测试标准，确保测试结果的准确性。

二、红外光谱的分类1.透射红外光谱法2.反射红外光谱法三、傅里叶红外光谱仪的测试标准1.仪器调整在进行样品测试之前，必须检查仪器的各个部分，排除检测过程中可能出现的影响，包括碳酸钙过滤片，对准针和铜样品室等部分。

2.样品制备制备样品是红外光谱测试的首要步骤，必须遵循以下步骤：1）样品必须干燥，且颗粒必须细小；2）粉碎样品以便光线穿透；3）透过样品的光线必须是经过透射样品或者是反射样品后绕过检测仪器进入检测器。

3.实验条件在进行红外光谱测试之前，必须保证仪器和样品都处于一定的环境条件之下，包括：1）环境温度和湿度应该与仪器的使用条件相符；2）检测过程中，应避免任何外部干扰；3）检测室的环境应保持相对静止。

4.测试方法在进行样品测试的过程中，需要注意以下几点：1）检测样品的光程和检测角度必须保持一致；2）在进行测试之前，先进行测试基准样品，并校准测试仪器；3）保持光谱检测时间恒定，以确保结果的可靠性；4）必须对样品进行多次测试，确保测试结果的准确性，并保存测试数据。

四、标准认证为确保测试结果的准确性，对于傅里叶红外光谱仪的测试标准，应该依照国际测试标准进行认证以确保其测试结果的可靠性。

同时，在对测试结果进行分析和判定时，应该遵从数据处理和结果分析的标准操作方法。

五、总结对于傅里叶红外光谱仪的测试标准，应该严格按照测试方法进行检测。

通过标准化的测试方式可以确保测试结果的可靠性，对于产业界和学术界都有着十分重要的意义。

因此，在进行测试时，更应该注意相关细节，减少测试误差，确保测试结果稳定、可靠和准确。

光谱的分类知识点总结1. 连续光谱连续光谱是指当高温物体或光源发出的光波经过棱镜或光栅分解后所得到的光谱。

连续光谱中包括了从短波长的紫外线到长波长的红外线的所有波长的光，这种光谱在整个频谱上呈现连续的分布。

常见的例子是熔炉燃烧或者火焰的光谱。

连续光谱的特点是：光强随波长的变化相对平缓，没有突变的峰值，呈现一条平滑的曲线。

2. 线状光谱线状光谱是指由原子、分子发出或者吸收的光波经过棱镜或光栅分解后所得到的光谱。

线状光谱中只包含某些特定波长的光，这些波长呈现为一条或多条清晰的窄带峰值。

常见的例子是氢原子发射光谱或者氢原子吸收光谱。

线状光谱的特点是：光谱呈现出一些明显的、离散的波峰。

光谱的分类还可以按照光谱的来源来分：1. 发射光谱发射光谱是指物质受到外界激发后所发出的光波。

例如，当氢原子受到激发后，会发出特定波长的光，形成氢原子的发射光谱。

发射光谱通常以线状光谱的形式呈现，因为物质只会发射某些特定波长的光。

2. 吸收光谱吸收光谱是指物质吸收外界光波后产生的光谱。

物质对不同波长的光的吸收程度是不同的，这种吸收光谱通常以连续光谱的形式呈现。

吸收光谱可以通过光谱仪测量样品对不同波长光的吸收情况，从而得到样品的吸收光谱。

3. 散射光谱散射光谱是指物质对外界入射光波发生散射后产生的光谱。

散射光谱通常以连续光谱的形式呈现，其特点是入射光波的波长并不发生变化，但散射后的光波强度和方向发生了改变。

常见的例子是空气中的雷利散射，太阳光穿过大气层时会发生散射。

此外，光谱还可以按照波长范围进行分类：1. 紫外光谱紫外光谱是指波长范围在10纳米到400纳米之间的光谱。

紫外光谱主要用于研究分子的电子能级结构、化学键的种类和键能大小等问题。

常见的应用包括紫外吸收光谱和紫外荧光光谱等。

2. 可见光谱可见光谱是指波长范围在400纳米到700纳米之间的光谱，也就是人眼可以看到的光谱范围。

可见光谱的主要特点是不同波长的光对人眼呈现出不同的颜色，因此可见光谱在色彩测量、颜色分析等方面有着广泛的应用。

文章编号:1007-4619(2002)01-0075-06成像光谱仪分光技术概览郑玉权,禹秉熙(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林　长春　130022)摘　要:　论文介绍了多种成像光谱仪的分光技术。

棱镜或光栅色散型成像光谱仪技术成熟,应用广泛;在发散光束中使用光栅的方法,克服了准直光束用法中的一些缺陷;傅里叶变换光谱仪是遥感探测可见和红外弱辐射的有力工具;光楔成像光谱仪结构简单,随着渐变滤光片工艺技术的成熟,已走向实用化;采用可调谐滤光片的成像光谱仪由于滤光片水平的限制,投入应用还有待时日;采用二元光学元件的成像光谱仪结构紧凑,体积小,扫描速度快,已研制出地面实用型产品;层析成像光谱仪原理新,目前还处在实验阶段;三维成像光谱仪可以同时获取二维影像和一维光谱信息,可实现对迅变目标的观测。

关键词:　成像光谱仪;分光技术;傅里叶变换光谱仪;可调谐滤光片;二元光学元件;层析;三维成像光谱仪中图分类号:　TP702 文献标识码:　A1　引　言成像光谱仪(即超光谱成像仪)是20世纪80年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的新一代光学遥感器,它能够以高光谱分辨率获取景物和目标的超多谱段图像,在大气、海洋和陆地观测中正在得到广泛的应用。

成像光谱仪是成像技术和光谱技术的有机结合,它的光学系统一般由望远系统和光谱仪系统组成,光谱仪系统采用的分光技术直接影响着整个成像光谱仪的性能、结构的复杂程度、重量和体积等。

本文在介绍传统的棱镜、光栅色散型成像光谱仪的基础上,概括了新发展起来的成像光谱仪分光技术,主要包括傅里叶变换光谱仪、采用可调谐滤光片的凝视型成像光谱仪、渐变滤光片(光楔)成像光谱仪、采用二元光学元件的成像光谱仪、层析成像光谱仪和完全无动件的三维成像光谱仪。

2　棱镜、光栅色散型成像光谱仪2.1　在准直光束中使用棱镜或光栅的分光技术 棱镜和光栅色散型成像光谱仪出现较早、技术比较成熟,绝大多数航空和航天成像光谱仪均采用了此类分光技术,棱镜和光栅的典型应用方式如图1所示。

四大光谱介绍⑴光具有波粒二象性E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。

熟悉波长λ、频率ν、波数、能量E的概念、单位及相互关系。

⑵熟悉电磁波谱图，包括紫外光区、红外光区的划分。

⑶了解分子总的能量E的组成，它包括E平动能，电子运动能E电、分子振动能量E振和分子转动能量E转。

电磁波(光波)照射物质时，分子要吸收一部分辐射，但是，吸收是量子化的，即只吸收某些特定频率的辐射，吸收的能量可以激发电子到较高的能级或增加分子振动能级和转动能级，从而产生特征的分子吸收光谱。

其中电子能级差最大、振动能级差次之，转动能级差最小。

只有恰好等于某个能级差时，分子才能吸收。

⑷了解吸收光谱与分子结构的关系。

分子中不同的基团表现出不同的吸收特征，因此，确定分子的吸收光谱可以推测分子可能存在的官能团。

⑸了解分子能级裂化与光谱的关系。

读者要了解吸收光谱的分类，以及电磁波谱区域与相应波谱方法的对应关系。

①紫外光谱法：波长在200—400nm的近紫外光，激发n及π电子跃迁②红外光谱法：波长在2.5—15μm激发振动与转动③核磁共振波谱法：波长在无线电波1—1000m激发原子核自旋能级。

质谱不同于以上三谱，不属于吸收光谱。

它不是描述一个分子吸收不同波长电磁波的能力，而是记录化合物蒸汽在高真空系统中，受到能量很小的电子束轰击后生成碎片正离子的情况。

⑹光吸收定律透射率T=透射光／入射光＝I／I0，吸光度A＝-logT=εbc(L-B定律)⑺物质吸收谱带的特征主要特征：位置(波长)及强度(几率)1、分子轨道形成与ζ,π及n轨道。

读者应习惯于用分子轨道表示分子结构。

处在分子轨道中的价电子主要涉及ζ，π，n，价电子的跃迁产生uv：ζ→ζ* π→π* n→n* 其能量次序大致为ζ＜π＜n＜π*＜ζ*据此，可以比较不同类型能级跃迁所需能量的大小，以及与吸收峰波长的关系。

2、电子能级和跃迁类型ζ→δ* 200nm以下，远红外区，饱和碳氢化合物，例如，CH4λmax＝125nm。

原子吸收光谱分析法知识详解原子吸收光谱分析法是实验室元素分析最常用的方法之一。

原子吸收光谱分析（又称原子吸收分光光度分析）是基于从光源辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸汽时，被蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波强度减弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量。

一、原子吸收光谱的理论基础1、原子吸收光谱的产生在原子中，电子按一定的轨道环绕原子核旋转，各个电子的运动状态是由4个量子数来描述。

不同量子数的电子，具有不同的能量，原子的能量为其所含电子能量的总和。

原子处于完全游离状态时，具有最低的能量，称为基态。

在热能、电能或光能的作用下，基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。

激发态原于很不稳定，当它回到基态时，这些能量以热或光的形式辐射出来，成为发射光谱。

其辐射能量大小，用下列公式示：ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ式中：H：普朗克常数，其数值为：6.626*10-23J·S；C：光速（3*105km／s）；V、入：分别为发射光的频率和波长；E0、E q：分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。

由于不同元素的原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由其已与Eq决定的特定频率的光。

这样，每一种元素都有其特征的光谱线。

即使同一种元素的原子，它们的Eq也可以不同，也能产生不同的谱线。

原子吸收光谱是源于发射光谱的逆过程。

基态原子只能吸收频率为：υ=（Eq-E0）/h的光，跃迁到高能态Eq。

因此，原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素有其特征的吸收光谱线。

原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态，称为共振激发。

当电子从共振激发态跃迁回基态时，称为共振跃迁。

这种振跃迁所发射的谱线称为共振发射线，与此过程相反的谱线称为共振吸收线。

元素的共振吸收线一般有好多条，其测定灵敏度也不同。

在测定时，一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线(有些元素有好几条线，有的只有一条，次灵敏线能量太低不能使用）。