Многоканальные спектральные приборы с пространственным разделением длин волн

В этой группе приборов сканирование не применяется, дискретный ряд длин волн (в полихроматораx) или участки непрерывного спектра (в спектрографах) регистрируются одновременно и оптич. часть строится обычно по схеме, приведённой на рис. 3. Если вместо системы, создающей угл. дисперсию, служит набор узкополосных светофильтров, то прибор относят к фотометрам.

Многоканальные приборы используются гл. обр. для спектрального анализа элементного состава по аналитич. спектральным линиям. По мере увеличения числа каналов появляется возможность изучения спектральных распределений . Рассмотрим наиб. типичные приборы этой группы (в порядке возрастания числа каналов).

Пламенные (атомно-абсорбционные и эмиссионные) спектрофотометры имеют обычно 1-2 канала регистрации. Они измеряют интенсивности линий абсорбции, эмиссии или флуоресценции атомов элементов в пламени спец. горелок или др. атомизаторов. В простых конструкциях аналитич. линии выделяются узкополосными фильтрами (пламенные фотометры), в приборах более высокого класса применяются полихроматоры или монохроматоры, последовательно переключаемые на разл. длины волн . Приборы данного типа используются для определения большинства элементов периодич. системы. Они обеспечивают высокую избирательность и чувствительность (до 10^{-14 г).}

Квантометры - фотоэлектрич. установки для промышленного спектрального анализа сталей, сплавов, смазочных масел, минералов - строятся на основе полихроматоров; выходные щели полихроматора выделяют из спектра излучения исследуемого вещества аналитич. линии и линии сравнения; соответствующие световые потоки посылаются на приёмники (фотоумножители), установленные у каждой щели. Фототоки приёмников заряжают накопит. конденсаторы; величина заряда, накопленного за время экспозиции, служит мерой интенсивности линии, к-рая пропорциональна концентрации элемента в пробе. Модели квантометров различаются рабочими диапазонами спектра (внутри обласли 0,17- 1 мкм), числом одновременно работающих каналов (от 2 до 80), степенью автоматизации, способами возбуждения спектров (дуга, искра, лазер, источник на основе индуктивно-связанной плазмы).

Спектрографы одновременно регистрируют протяжённые участки спектра, развёрнутого в фокальной плоскости (рис. 3), на фотопластинках и фотоплёнках (фотогр. спектрографы), а также на экранах электронно-оптич. преобразователей с «запоминанием» изображений. Типы спектрографов отличаются большим разнообразием - от простых приборов настольного типа для учебных целей и компактных ракетных и спутниковых бортовых спектрографов до крупных астроспектрографов, работающих в обсерваториях в сочетании с телескопами, и лабораторных 10-метровых вакуумных установок с большими дифракц. решётками для исследований тонкой структуры спектров. Линейная дисперсия спектрографов может лежать в пределах 10²- 10⁴мм/мкм, разрешающая способность - достигать дифракц. предела, светосила по освещённости (отношение освещённости в изображении входной щели к яркости источника, освещающего входную щель) -от 0,5 в светосильных приборах до 10^-3 и менее в длиннофокусных приборах большой дисперсии.

Развитие многоэлементных приёмников матричного типа (с числом элементов до 1024) открыло возможность анализа излучений по спектральной и пространственной координатам и привело к появлению разл. вариантов фотоэлектрич. спектрографов-спектрометров с системами электронного сканирования (последоват. опроса сигналов приёмных элементов). Такие С. п., строго говоря, не являются многоканальными, поскольку в них отсутствует независимая и одноврем. регистрация сигналов от каждого приёмного элемента.

Скоростные многоканальные С. п. для исследований спектров быстропротекающих процессов конструируются путём сочетания спектрографа со скоростной кинокамерой (киноспектрографы), введения в схему прибора многогранных вращающихся зеркал, применения многоканальной регистрации с многоэлементными приёмниками (такие С. п. наз. хроноспектрографами, спектрохронографами, спектровизорами).