光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(Spectroscope)是(shi)將成(cheng)分(fen)復雜的(de)(de)光(guang)(guang)分(fen)解為光(guang)(guang)譜(pu)線(xian)的(de)(de)科(ke)學儀(yi)器，由棱鏡(jing)或衍射光(guang)(guang)柵等(deng)構(gou)成(cheng)，利用(yong)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)可(ke)測(ce)量(liang)物體(ti)表(biao)面反射的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)。陽光(guang)(guang)中的(de)(de)七色光(guang)(guang)是(shi)肉眼(yan)能分(fen)的(de)(de)部分(fen)(可(ke)見光(guang)(guang))，但若通過光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)將陽光(guang)(guang)分(fen)解，按波長(chang)排(pai)列，可(ke)見光(guang)(guang)只占(zhan)光(guang)(guang)譜(pu)中很小的(de)(de)范圍，其余都是(shi)肉眼(yan)無法分(fen)辨的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)，如紅外線(xian)、微(wei)波、紫外線(xian)、X射線(xian)等(deng)等(deng)。通過光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)對光(guang)(guang)信息(xi)的(de)(de)抓取、以(yi)照相底片顯影，或電腦化自動顯示數值(zhi)儀(yi)器顯示和分(fen)析，從而(er)測(ce)知(zhi)物品中含有(you)何種(zhong)元素。這(zhe)種(zhong)技術被廣泛地(di)應(ying)用(yong)于(yu)空氣污染、水污染、食品衛生、金屬工業等(deng)的(de)(de)檢測(ce)中。
將復色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)離成光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學儀(yi)器(qi)(qi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)有多種類(lei)型，除在可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波段使(shi)用(yong)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)外(wai)，還有紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)和紫外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)。按色(se)(se)散元(yuan)件(jian)的不同可(ke)分(fen)為棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)、光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)和干涉光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)等(deng)。按探測方法分(fen)，有直(zhi)接用(yong)眼觀察(cha)的分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡，用(yong)感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片記錄的攝(she)譜(pu)儀(yi)，以及用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)或熱電(dian)元(yuan)件(jian)探測光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)計等(deng)。單(dan)色(se)(se)儀(yi)是通過狹縫只輸出單(dan)色(se)(se)譜(pu)線的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)(qi)，常與其他(ta)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)(qi)配合使(shi)用(yong)。
圖中所示是(shi)三棱鏡(jing)(jing)色譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)基(ji)本(ben)結構。狹縫S與棱鏡(jing)(jing)的(de)(de)主截(jie)面(mian)垂直，放置在透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)物方焦(jiao)面(mian)內(nei)，感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片放置在透鏡(jing)(jing)L的(de)(de)像方焦(jiao)面(mian)內(nei)。用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)照明狹縫S，S的(de)(de)像成在感光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片上成為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)線，由于(yu)棱鏡(jing)(jing)的(de)(de)色散(san)作用，不同波長的(de)(de)譜(pu)(pu)(pu)(pu)線彼此分開，就得入射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)。棱鏡(jing)(jing)攝譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)能觀察(cha)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)范圍(wei)決(jue)定于(yu)棱鏡(jing)(jing)等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學元件對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)的(de)(de)吸(xi)收。普通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學玻(bo)璃只適用于(yu)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波段，用石英可擴展到紫外區，在紅外區一般使用氯化鈉、溴化鉀和氟(fu)化鈣等晶(jing)體。普遍使用的(de)(de)反射(she)式光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)范圍(wei)取決(jue)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)條(tiao)紋的(de)(de)設計，可以具有較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)范圍(wei)。
表征光譜(pu)儀基本(ben)特(te)性的(de)參量有光譜(pu)范(fan)圍、色(se)散率(lv)、帶寬和分(fen)辨(bian)本(ben)領(ling)(ling)等。基于(yu)干(gan)涉原理(li)設計的(de)光譜(pu)儀（如法布里-珀(po)羅干(gan)涉儀、傅立(li)葉變換光譜(pu)儀）具(ju)有很高的(de)色(se)散率(lv)和分(fen)辨(bian)本(ben)領(ling)(ling)，常(chang)用于(yu)光譜(pu)精細結構的(de)分(fen)析。
根據現代光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)的工作原(yuan)理(li)，光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)可以分(fen)為兩(liang)大(da)類：經典光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)和新型光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)。經典光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)(shi)建立在空間(jian)(jian)色散原(yuan)理(li)上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)；新型光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)(shi)建立在調(diao)制原(yuan)理(li)上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。經典光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)都(dou)是(shi)(shi)狹縫光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。調(diao)制光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)是(shi)(shi)非空間(jian)(jian)分(fen)光(guang)的，它采用圓(yuan)孔(kong)進光(guang)。
根(gen)據色散組件(jian)(jian)的分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)原(yuan)理(li)，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)器可分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)：棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)，衍射光(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)和干涉光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)學多道分(fen)(fen)(fen)(fen)析儀(yi)OMA(OpticalMulti-channelAnalyzer)是(shi)近十(shi)幾年(nian)出現(xian)的采用(yong)(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)子探測(ce)器(CCD)和計算(suan)機控制(zhi)的新型光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)(fen)(fen)(fen)析儀(yi)器，它集(ji)信息采集(ji)，處理(li)，存儲諸(zhu)功能于(yu)一(yi)體。由于(yu)OMA不(bu)再使(shi)用(yong)(yong)感光(guang)(guang)(guang)(guang)乳膠，避免和省去了暗室處理(li)以及之后的一(yi)系(xi)列繁瑣處理(li)，測(ce)量工作(zuo)，使(shi)傳(chuan)統(tong)的光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)技術發生了根(gen)本的改變(bian)，大大改善了工作(zuo)條件(jian)(jian)，提高了工作(zuo)效率(lv)；使(shi)用(yong)(yong)OMA分(fen)(fen)(fen)(fen)析光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)，測(ce)量準確迅速，方便，且(qie)靈敏度高，響(xiang)應(ying)時間(jian)快(kuai)，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率(lv)高，測(ce)量結果可立即從顯示屏上讀出或(huo)由打印(yin)機，繪圖儀(yi)輸(shu)出。它己被廣泛使(shi)用(yong)(yong)于(yu)幾乎所有的光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)測(ce)量，分(fen)(fen)(fen)(fen)析及研究工作(zuo)中(zhong)，特別適應(ying)于(yu)對微弱信號，瞬變(bian)信號的檢測(ce)。
一(yi)臺典型的光譜儀(yi)主要由一(yi)個光學(xue)平臺和一(yi)個檢(jian)測系統(tong)組成。包括以下幾個主要部分：
1.入(ru)射(she)狹縫:在入(ru)射(she)光的(de)照射(she)下形成光譜儀成像系統(tong)的(de)物(wu)點。
2.準直(zhi)元件:使狹縫發出的光(guang)線變為平行(xing)光(guang)。該準直(zhi)元件可以是一獨(du)立的透鏡(jing)、反射鏡(jing)、或直(zhi)接集成(cheng)在色散(san)元件上，如凹(ao)面光(guang)柵光(guang)譜(pu)儀中(zhong)的凹(ao)面光(guang)柵。
3.色散元(yuan)件:通常采用(yong)光柵，使光信號在空間上按波長分(fen)散成(cheng)為多條(tiao)光束(shu)。
4.聚焦元件:聚焦色散后的光束，使其在焦平面(mian)上(shang)形成一(yi)系列入(ru)射狹(xia)縫的像，其中每一(yi)像點對應于一(yi)特(te)定波長。
5.探測器陣(zhen)(zhen)列(lie)(lie)：放置于焦平面，用于測量各(ge)波長像點(dian)的光強度。該(gai)探測器陣(zhen)(zhen)列(lie)(lie)可以是(shi)CCD陣(zhen)(zhen)列(lie)(lie)或其它(ta)種類的光探測器陣(zhen)(zhen)列(lie)(lie)。
光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀的(de)(de)種類(lei)很(hen)多(duo)，分類(lei)方法(fa)也很(hen)多(duo)，根據光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀所采用(yong)的(de)(de)分解光(guang)(guang)譜(pu)(pu)的(de)(de)原(yuan)理(li)，可以將其分成(cheng)兩(liang)大(da)類(lei)：經典光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀和新型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀。經典光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀是(shi)(shi)建立在(zai)空間色散（分光(guang)(guang)）原(yuan)理(li)上的(de)(de)儀器(qi)；新型光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀是(shi)(shi)建立在(zai)調(diao)制(zhi)原(yuan)理(li)上的(de)(de)儀器(qi)，故又稱(cheng)為調(diao)制(zhi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀。
經典光譜(pu)儀(yi)依據其色散原(yuan)理(li)可將儀(yi)器分為：棱鏡(jing)光譜(pu)儀(yi)、衍射(she)光柵光譜(pu)儀(yi)、干(gan)涉光譜(pu)儀(yi)。
光譜儀應(ying)(ying)用很廣，在農業(ye)、天文、汽車、生(sheng)物、化學(xue)(xue)、鍍膜(mo)(mo)、色度(du)計量(liang)、環境檢(jian)測(ce)(ce)、薄膜(mo)(mo)工業(ye)、食品、印刷、造紙、拉曼光譜、半導體(ti)工業(ye)、成分檢(jian)測(ce)(ce)、顏色混(hun)合及匹配、生(sheng)物醫學(xue)(xue)應(ying)(ying)用、熒光測(ce)(ce)量(liang)、寶(bao)石成分檢(jian)測(ce)(ce)、氧濃度(du)傳感器(qi)、真空室鍍膜(mo)(mo)過程監控、薄膜(mo)(mo)厚度(du)測(ce)(ce)量(liang)、LED測(ce)(ce)量(liang)、發射(she)光譜測(ce)(ce)量(liang)、紫外/可見吸(xi)收光譜測(ce)(ce)量(liang)、顏色測(ce)(ce)量(liang)等領域應(ying)(ying)用廣泛。
光譜儀(yi)(yi)的(de)(de)透(tou)射率(lv)或(huo)它的(de)(de)效率(lv)可(ke)(ke)用輔助單色儀(yi)(yi)裝置(zhi)來測(ce)定(ding)。在可(ke)(ke)見和近紫外實(shi)現這些測(ce)量(liang)沒有(you)任何困難。測(ce)量(liang)通(tong)(tong)過(guo)(guo)第一個(ge)單色儀(yi)(yi)的(de)(de)光通(tong)(tong)量(liang)，緊接(jie)著測(ce)量(liang)通(tong)(tong)過(guo)(guo)兩個(ge)單色儀(yi)(yi)的(de)(de)光通(tong)(tong)量(liang)，以這種方(fang)式來確(que)定(ding)第二個(ge)單色儀(yi)(yi)的(de)(de)透(tou)射率(lv)。
絕(jue)對(dui)(dui)測(ce)(ce)量需要知(zhi)道單色儀的(de)(de)(de)絕(jue)對(dui)(dui)透(tou)射(she)率(lv)：對(dui)(dui)于相對(dui)(dui)測(ce)(ce)量，以各種波長處的(de)(de)(de)相對(dui)(dui)單位可以測(ce)(ce)量透(tou)射(she)率(lv)。真(zhen)空紫外線的(de)(de)(de)這些測(ce)(ce)量有(you)相當大的(de)(de)(de)實(shi)驗困難，因此通(tong)常使用輔助單色儀。在各種入(ru)射(she)角(jiao)的(de)(de)(de)情況下分別測(ce)(ce)量衍射(she)光柵的(de)(de)(de)效率(lv)。在許(xu)多(duo)實(shi)驗步驟中已成功地避(bi)免(mian)了校(xiao)準上的(de)(de)(de)困難。
曾經研究過光(guang)柵(zha)(zha)效率與(yu)波長、入射角、鍍(du)(du)層(ceng)厚(hou)度、鍍(du)(du)層(ceng)材(cai)料(liao)以及其它因(yin)素的關(guan)系。所有(you)這些(xie)測(ce)量都指出，在許多(duo)情況下能量損失是非常顯著的，并(bing)且光(guang)柵(zha)(zha)的效率低于1%，光(guang)柵(zha)(zha)的不同(tong)(tong)部分可能有(you)明顯不同(tong)(tong)的效率。
