色差儀的應(yīng)用光譜介紹

我們知道色差儀的應(yīng)用離不開光譜結(jié)構(gòu)，所以光學(xué)顏色檢測(cè)儀器都是根據(jù)光譜研發(fā)出來(lái)的，想要更深入的了解色差儀學(xué)習(xí)光譜結(jié)構(gòu)是非常必要的。我們首先簡(jiǎn)單的介紹一下光譜相關(guān)知識(shí)。

吸收光譜

當(dāng)一束連續(xù)的光透過(guò)某一透明介質(zhì)時(shí)，如果光波能量和介質(zhì)中從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量間隔是相等的，那么介質(zhì)中的狀態(tài)將由基態(tài)轉(zhuǎn)變到激發(fā)態(tài)，穿透透明介質(zhì)的光會(huì)因?yàn)檫@種變化而減弱。因?yàn)榧ぐl(fā)態(tài)不同，它們吸收的能量也是不一樣的，這樣一來(lái)在記錄透過(guò)這個(gè)透明介質(zhì)時(shí)光強(qiáng)就行成隨光強(qiáng)波長(zhǎng)變化的譜線，我們把這個(gè)譜線成為吸收光譜。吸收光譜可以給出材料基質(zhì)和激活離子的激發(fā)態(tài)能級(jí)的位置和它們的分布情況。在色差儀的研發(fā)過(guò)程中也要考慮到檢測(cè)產(chǎn)品吸收光譜問(wèn)題，根據(jù)不同材質(zhì)吸收光譜不同考慮相關(guān)因素才能測(cè)量出準(zhǔn)確的色彩信息。

熒光光譜

當(dāng)一束特定波長(zhǎng)的單色光將激活離子從基態(tài)激發(fā)到某一個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)，從這個(gè)激發(fā)態(tài)向低于它的各個(gè)能級(jí)躍遷發(fā)光，可以得到它到下面各個(gè)能級(jí)以及下面各能級(jí)到更低能級(jí)的發(fā)光譜圖，即熒光光譜。其實(shí)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中有很多材料都是有熒光物質(zhì)添加的，所以色差儀研發(fā)的時(shí)候考慮熒光光譜的作用也是必要的。材料所發(fā)出熒光經(jīng)單色儀分光后，有探測(cè)器收集并記錄下各個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)光強(qiáng)度，它能后反映這個(gè)能級(jí)到下面各個(gè)能級(jí)的躍遷概率、熒光強(qiáng)度以及熒光分支比等信息，提供該材料的更佳發(fā)射波長(zhǎng)。

激光光譜

實(shí)驗(yàn)通過(guò)監(jiān)控一個(gè)特殊的熒光發(fā)射波長(zhǎng)，改變激發(fā)波長(zhǎng)，得到一個(gè)在不同波長(zhǎng)激發(fā)下的熒光強(qiáng)度變化圖，這個(gè)圖就是我們說(shuō)的激發(fā)光譜。激光光譜的作用是提供熒光能級(jí)以上各個(gè)能級(jí)的位置，反映出各個(gè)能級(jí)向熒光能級(jí)傳遞能量的能力，找出這種熒光獲取更高效率的更佳發(fā)射波長(zhǎng)。

選擇激發(fā)光譜(稀土離子) 

在復(fù)雜晶體中，通常有幾個(gè)稀土離子可以取代的陽(yáng)離子格位，稀土離子的發(fā)光變得復(fù)雜并且難以分析。激光器出現(xiàn)以后，利用激光功率高、單色性好的特點(diǎn)，發(fā)展起來(lái)一種新的光譜測(cè)量方法，稱為選擇激發(fā)光譜。一般同一種稀土離子摻雜到同一晶體的不同格位時(shí)，不同格位稀土離子的能級(jí)會(huì)產(chǎn)生微小差別，可以利用可調(diào)諧激光器，調(diào)到一個(gè)合適的激發(fā)波長(zhǎng)使某個(gè)格位的離子被激發(fā)，另一些離子暫不激發(fā)，得到一個(gè)格位的光譜后再按照同樣的操作更換到其他格位。這樣的復(fù)雜光譜將被各個(gè)格位的光譜解析。 

使用色差儀檢測(cè)顏色時(shí)操作是非常簡(jiǎn)單的，可以說(shuō)一鍵測(cè)量快速讀數(shù)，但其實(shí)物質(zhì)顏色轉(zhuǎn)變成光路又經(jīng)內(nèi)部系統(tǒng)分析和檢測(cè)形成我們看見的數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程是非常復(fù)雜，同時(shí)涉及到多種光譜色譜的應(yīng)用，雖然表面上看不到，但是色差儀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)是在光譜色譜上下了很大功夫的。