目前
原子吸收和紫外分光光度计的光栅色散系统基本上都采用切尼-特纳结构,从入射狭缝进入的光经过第一凹面镜准直后投射到光栅上,再经过第二凹面镜聚焦,在干涉场上形成干涉图像。如果入射光是单色光,并且光栅面积足够大,那么在干涉场上得到的是一个形状与入射狭缝十分相似的亮纹。例如,对于国产
原吸常用的0.2mm入射狭缝,假设凹面镜焦距为250mm,当光栅宽度为2.2mm时,产生的干涉条纹大约比0.2mm大40%(根号2倍)。显然,
原吸中所用的光栅要宽得多,因此可以忽略光栅宽度导致的限制。
如果入射的光中包含两个不同波长的光谱成分,可以想象将产生两个干涉条纹,这两个条纹的中心距离正比于凹面镜焦距和光栅刻线密度,以及两个波长之差。当两个波长之差变小时,两个条纹将靠近,当它们靠在一起时,我们这就是仪器的光谱分辨能力。因此,光栅刻线密度越大,其光谱分辨力越高。前面有朋友说大密度的光栅灵敏度会下降,这种说法没有根据。
不过并非光栅密度越大越好,因为光栅系统的一级光谱干涉区域上限最大为光栅条纹间距的2倍,实际上大多数光栅色散系统限制其最大衍射角为65度,因此如果需要工作到900nm,光栅的最大刻线密度只能到2000/mm,2400/mm的光栅用于
原子吸收是没有道理的。
应该感谢阿兰.沃尔什,他提出的线光源
原子吸收仪器模型到现在还是主流技术,其意义在于用较低分辨能力的色散系统就能够进行大多数的
原子吸收光谱分析。因此,1200/mm的光栅够不够用?回答当然是Yes!
实际上,如果1800/mm的光栅能够满足分辨率要求,那么1200/mm也能,只不过焦距要增大1.5倍,才能够获得相同繁荣分辨率,而后者在长波方向的光通量衰减速度还要慢些。只不过焦距变大了,光栅和发射镜的尺寸都要变大,仪器体积也要做相同倍数的放大——仅此而已。