单色器：精确分离波长的精密仪器

一，单色器概述

1.1 什么是单色器？

单色器（Monochromator）是将复色光分解为单一波长光的装置：

单色器定义：
复色光 → 单色器 → 单色光

功能：
- 波长选择
- 带宽控制
- 波长扫描

1.2 单色器的基本组成

单色器结构：
入射狭缝 → 准直系统 → 色散元件 → 聚焦系统 → 出射狭缝
    ↓           ↓           ↓           ↓           ↓
  限制光束    产生平行光    波长分离     汇聚光线    输出单色光

二，单色器的工作原理

2.1 衍射原理

光栅方程：
d(sin θm +/- sin θi) = mλ

d：光栅常数
θi：入射角
θm：衍射角
m：衍射级次
λ：波长

2.2 波长扫描原理

波长扫描方式：
1. 光栅旋转：改变衍射角
2. 移动出射狭缝：固定光栅
3. 混合方式：两者结合

扫描控制：
光栅角度 → 步进电机/音圈电机 → 精确控制

三，单色器的类型

3.1 棱镜单色器

棱镜单色器特点：
- 非线性色散
- 无高级次问题
- 温度敏感
- 结构简单

适用场景：
- 紫外区测量
- 教学演示
- 简单应用

3.2 光栅单色器

光栅单色器特点：
- 线性色散
- 高分辨率
- 波长范围宽
- 高级次问题

适用场景：
- 科学研究
- 精密测量
- 工业检测

四，单色器的关键参数

4.1 分辨率

分辨率参数：
Δλ：可分辨的最小波长间隔
R = λ/Δλ：相对分辨率

影响因素：
- 光栅参数
- 狭缝宽度
- 光学设计

4.2 波长范围

五，Czerny-Turner单色器

5.1 结构设计

Czerny-Turner结构：
入射狭缝 → 准直镜(M1) → 光栅 → 聚焦镜(M2) → 出射狭缝

特点：
- 双反射镜设计
- 像差可校正
- 结构成熟
- 应用广泛

六，单色器的应用

6.1 光谱扫描

光谱扫描应用：
1. 设定起始波长
2. 步进扫描
3. 记录各波长信号
4. 绘制光谱曲线

七，总结

单色器是光谱仪的核心组件：

作为专业的光谱仪生产厂家，辰昶仪器（choptics.com）提供多种单色器配置的光谱仪产品，满足不同应用需求。

整理日期：2026年6月 | 来源：choptics.com