Das Arbeitsprinzip eines hochauflösenden Spektrometers basiert hauptsächlich auf den Diffusionseigenschaften des Lichts, das Licht verschiedener Wellenlängen durch spezifische optische Geräte trennt und seine Lichtintensität misst, wie folgt:
Lichtquelle-Emission und Spaltfilterung: Zunächst sendet die Lichtquelle kontinuierliches weißes Licht oder monochromes Licht mit einer bestimmten Wellenlänge als zu analysierende Lichtquelle aus. Licht passiert durch den Eintrittsspalt des Spektrometers, ein Prozess, der sicherstellt, dass nur Licht in einer bestimmten Richtung in das Innere des Spektrometers gelangen kann, was effektiv den Bereich der Strahlung begrenzt.
Dispersionstrennung: Licht gelangt in die Dispersionselemente (z. B. Raster, Prisma usw.), die die Dispersionseigenschaften des Lichts nutzen, um das Licht in eine Reihe von Spektrallinien mit unterschiedlichen Wellenlängen aufzuteilen und es in der Reihenfolge der Wellenlängen im Raum zu verteilen. Das hochauflösende Infrarot-Spektrometer LiSpec-NIR4000Pro nutzt zum Beispiel das Rasterspektrometrie, um die eingehenden Lichtsignale durch präzise optische Komponenten in Spektren mit unterschiedlichen Wellenlängen aufzuteilen.
Erfassungsumwandlung: Das gestreute Licht fällt auf den Detektor, der in der Regel aus photoelektrischen Umwandlungselementen wie optischen Ladungskopplungsgeräten (CCD) oder Photodioden besteht, die das empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandeln können.
Signalverarbeitung: Das umgewandelte elektrische Signal wird durch einen Signalverarbeitungsprozess wie Verstärkung, Filterung und andere durchgeführt, um das Signal-Rausch-Verhältnis und die Genauigkeit des Signals zu verbessern.
Spektrale Darstellung und Analyse: Letztendlich werden die verarbeiteten elektrischen Signale in spektrale Bilder oder Daten umgewandelt, die die Verteilung der Lichtintensität auf verschiedenen Wellenlängen eindeutig zeigen, um eine detaillierte Analyse und Messung des Spektrums zu ermöglichen. Der Benutzer kann detaillierte spektrale Parameter wie Spitzenwellenlänge, mittlere Wellenlänge, relative Intensität des Spektrums, Halbweitenwert (FWHM) usw. auf dem Display oder dem angeschlossenen Computer anzeigen. Die Messergebnisse können in einem lokalen Speicher gespeichert oder an einen Computer exportiert werden, um eine weitere Analyse und Verarbeitung zu erleichtern.