原子吸收仪器的组成之分光系统

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   原子吸收光谱仪有双光束和单光束仪器,双光束仪器可以避免光源波动所带来的影响,稳定性好,但缺点时结构复杂,光能量损失严重。原子吸收光谱仪器由光源,原子化器,分光系统,检测系统组成。这一节我们来了解下分光系统:

  一、单色器

  单色器是一种波长选择器,由入射狭缝、准直镜、色散原件、物镜和出射狭缝组成。其功能是将复合光分解成为单色光输出。单色器以1200 条/mm 或1800条/mm 的平面光栅作为分光元件(福立公司用的是1800 条/mm 的平面光栅)。单色器主要有三种型式:Ebert 型、Czerny-Turner 型和Littrow 型。如图3-3 所示。Ebert 型分光系统的准直物镜和成像物镜是同一凹面反射镜的左右两部分,入射和出射狭缝左右对称的排列在衍射光栅的两边,经入射狭缝入射的光束,在凹面反射镜变成平行光后投射到衍射光栅上,正玄机构带动衍射光栅旋转至某一特定角度,将色散为单色光的被测元素的特征光谱再返回到凹面反射镜的另一部分,并成像与出射狭缝上,通过出射狭缝进入检测器,其他不需要的光被出射狭缝挡住。这种分光系统结构简单,准直物镜的像差被成像物镜所抵消,成像质量好。

  Czerny-Turner 型分光系统是Ebert 型分光系统的变型,只是将Ebert 型分光系统中原为一块的凹面反射镜分开为两块,一块为准直物镜,一块为成像物镜,以便于分别调整两块凹面反射镜与平面光栅之间的相对位置,消除光学系统的残余像差,改善分光系统的成像质量。福立AA1700 的原子吸收光谱仪用的就是这种分光系统。

  Littrow 型分光系统将经入射狭缝进入分光系统的复合光束经凹面反射镜汇聚变成平行光,投射到平面衍射光栅上,入射角与衍射角位于光栅法线的同一侧,衍射光与入射光成很小的夹角再次返回到凹面反射镜上,并聚焦与出射狭缝。由于衍射光又逆向返回凹面反射镜上,所以又称自准式分光系统。这种分光系统结构紧凑,成像质量好,缺点是反射镜引入的慧差使谱线不对称的变宽,杂散光较大。

  二、外光路

  原子吸收光谱仪有单光束和双光束仪器之分,其外光路相应的也有单光束和双光束系统,福立AA1700 原子吸收光谱仪用的是单光束系统单光束仪器的外光路,光路简单结构紧凑,无需分束,光能量损失小,有利于减少光电倍增管的散粒噪声,提高仪器的信噪比,但存在光能量波动引起的仪器基线漂移。双光束仪器的外光路将光源光束分为样品光束和参比光束,经调制后交替进入分光系统。测量电路对两束光进行比较测量,消除了光源波动的影响,提高了仪器的稳定性。由于分束,光能量损失严重。