17、中红外光谱仪中的单色器与滤光计

中红外光谱仪中的单色器与滤光计

中红外单色器

基本要求

中红外（MIR）单色器的工作条件与可见光区域有显著差异。主要体现在以下几个方面：
1. 光学元件 ：能在整个感兴趣的波长范围内传输辐射的材料较少，因此几乎普遍使用反射式而非透射式光学元件。
2. 通量需求 ：缺乏“明亮”的光源和高灵敏度探测器，这就要求单色器具有高“ étendue ”或通量。
3. 系统密封 ：系统需要密封，通过干燥、吹扫或抽真空来减少大气中 CO₂ 和水蒸气的强烈吸收。
4. 仪器自身辐射 ：仪器本身在中红外区域会有显著的辐射，这类似于在炽热的光谱仪中进行可见光测量。

早期单色器

• 早期设计 ：1890 年左右， ˚Angstr¨om 和 Julius 使用了基于“传统”可见光光谱仪的简单单色器，采用岩盐棱镜和透镜。可见光单色器仅用于视觉观察，而红外光谱则需要逐点记录。
• Coblentz 的设计 ：Coblentz 使用了两种设计，均为单次通过岩盐棱镜。
  • 第一种设计 ：入口狭缝的辐射通过凹面镜准直后射向棱镜，出射辐射再由类似的镜子聚焦到出口狭缝。通过移动入口狭缝和第一面镜子组件来选择波长。
  • 第二种设计 ：基于 Wadsworth 系统，棱镜安装在