色差仪的光谱分析

色差仪的光谱带宽分析可以对色差仪的光谱特性进行评估。分析过程中，需要对光谱带宽进行测量和计算。

色差仪的光谱分析

在光学中，色差仪是通过测量物体的发出或反射的光束的颜色来检测和分类物体的。光谱带宽是指不同波长的光在一定时间内所占的带宽。对于色差仪的光谱带宽分析，首先要明确不同波长的光在色差仪中所占的带宽。然后，分析色差仪测量出来的数据，得出相应的光谱数据。最后，对数据进行处理和分析，得出结论。

光谱是所有颜色检测设备研发的基础，光谱直接决定色谱的变化，同时也决定仪器的使用方向和使用范围。色差仪也不例外，一台标准色差仪可以测量什么物质、在什么环境下测量都与光谱有关，客户在选择色差仪时也要注意仪器的光谱分布和光谱曲线，这是色差仪的一项重要性能。

我们现在设定光源是连续的，仪器的光谱带宽就是值能够被分开的光谱的间距，这个间距的大小直接决定了仪器的分辨率，像是色差仪这样的仪器光谱的带宽直接决定了仪器可以测量产品的范围。仪器光谱带宽取决于多种因素，包括光栅的宽度。系统成像的偏差、探测器的空间分辨卡以及入口狭缝和出口狭缝的宽的等等。
现在我们假设使用一台光谱仪来测量仪器光源发出的光谱，如果光源只发射单色波长，这一信号被接受后光谱仪开始内部分析，那么光谱仪输出的应该等于光源的发射谱。

但是实际情况中，光谱仪并不是理论上的理性情况，光谱仪本身也会对纯单色光产生明显的光谱展款。单色光展宽为有限宽度的谱线，这个宽度被称作“仪器线形” 或者仪器光谱宽度。就像我们前面说每台光学仪器都是存在光谱宽度的。
我们采用更为精密的光栅摄谱仪，我们在知道在色差仪行业中，分光色差仪是精度非常高的这种仪器里面就含有光栅，目的就是为了缩短光谱宽度加大测量精度。固定光栅摄谱仪的配置分析几乎为单波长的光信号如单模染料激光器的光速，可得到仪器线形。在给定入口和出口狭缝参数的前提下。根据待测单色波长来设置光栅的倾斜角度，同时激光器给出不同的波长。
分析的结果就是，光谱带宽可定义为单色光输入时的半高全宽（FWHM）。任何光谱结构均可认为是无数个不同波长的单色光之和。因此，仪器线形、实际光谱和记录光谱之间存在一定的关系。
假设B(l)是待分析光源的真实光谱。
假设F(l)是光谱仪记录下的光谱。
假设P(l)是仪器线形。
F=B*P(2-18)
记录光谱F(l)是待测光谱和仪器线形的卷积。
仪器线形与多个参数相关:
入口狭缝的宽度
出口狭缝的宽度或者采用多通道探测器时单个像素的大小 
衍射现象 
成像偏差
系统组件的质量和准直情况
每个影响参数可以用一个特殊函数Pi(l)来表达，每个函数在忽略其他参数的情况下得到。综合的仪器线形P(l)是这些单个函数的总卷积。
P（λ）=P1（λ）*P2（λ）*……*Pn（λ）（2-19）
通过光谱宽度分析来更了解色差仪的光谱宽度与仪器精度和测量范围的关系，更方便用户在选择不同型号色差仪参考规格参数。

光谱带宽对色差仪性能的影响

众所周知,色差仪的性能取决于其光谱带宽。对于一款色差仪而言,其光谱带宽越宽,其测量精度就越高。因此,对于想要购买一款高精度的色差仪的用户来说,光谱带宽是一个非常重要的参数。

在选择一款合适的色差仪时,用户需要考虑到光谱带宽这一参数。与其他参数相比,光谱带宽对于性能的影响相对来说是更加微妙的。因此,在进行选择之前,用户必须对这一参数有充分的了解。

与色差仪原理有关的光谱知识

色差仪测量原理离不开光谱特性，光谱和色谱相互作用才能最终测量出产品的颜色信息。关于光谱的问题我们前面也说了一些，这里我们主要介绍一下四大光谱知识。四大光谱也是我们日常生活生产可以预到的光谱知识，一些比较高深复杂的光学理论还是留给科学家探讨研究吧，我们只要知道我们平时常用的知识就好。

波粒二象性

光具有波粒二象性这种说明大家应该不陌生，像色差仪这样光学检测设备可以实现测量都因为光存在这个特性。波粒二象性公式E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。

首先我们要了解分子总的能量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）照射在物质上，分子吸收一部分辐射能量，但是这种吸收是量化的，即只要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。

现在我们学习一下什么是四大光谱，它们的范围是多大，它们的作用是什么。

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。

④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。

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)

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。

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。

n→π* 200－400nm，近红外区，适用于含杂原子的双键或杂原子上的孤电子对与碳上π电子形成p-π共轭，R带λmax＝310nm。

π→π* 乙烯型E带，E1λmax＝184nm ，E2λmax＝204nm ；丁二烯型K带，λmax＝217nm 苯型B带λmax＝256nm。

n→ζ* 200nm左右，含杂原子O，S，N，Br，I等类型的饱和化合物。例如，CH3OHλmax＝183nm。

3、助色团及其对光谱的影响

助色团—OH，—OR，—NHR，—SH，—SR，—Cl，—Br，—I以及烷基等。烷基斥电基，蓝移；p-π共轭，红移。 5、溶剂极性影响。

光学知识太过复杂只是表面了解的信息量已经非常大，要想具体学习和分析是非常大的工作量，所以我们在使用色差仪的过场中只要简单知道他是光谱和色谱以及光电二极管处理器等多种电子元气件组成的一种精密仪器。

本文链接：//www.matholemu.com/news/862.html