實驗室電感耦合等離子體發射光譜儀分光裝置
一、平面光柵光譜儀
與ICP光源配用的平面光柵光譜儀有兩種，水平對稱成像的艾伯特法斯梯( Ebert-Fastic)光學系統和切爾尼特納( CzernyTurner)系統。
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1)艾伯特法斯梯平面光柵光譜儀
它是順序掃描型ICP光譜儀常用的一類分光裝置。這種裝置是1889年首先由 Ebert(艾伯特)提出，1952年法斯梯加以發展。裝置的原理見圖1。它利用一塊大的凹面反射鏡的不同部位，作為準直鏡和物鏡。由于入射狹縫和出射狹縫對稱分布于光軸的兩側，使第一鏡面產生的像差可在很大程度為第二個鏡面所補償，彗星像差可以消除，但球差不能消除。這種裝置可在較寬的光譜范圍內獲得清晰而均勻的譜線。它結構緊湊，改變波長比較方便。
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圖1 艾伯特法斯梯平面光柵光譜儀原理
1一入射狹縫；2一出射狹縫；3-光電倍增管；4一凹面反射鏡；5—光柵
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2)切爾尼-特納平面光柵光譜儀
另一種ICP光源常用的分光裝置是切爾尼特納平面光柵分光裝置。這種裝置是1930年由Czerny-Turner(切爾尼-特納)提出的。它是艾伯特裝置的一種改型。它采用兩個凹面反射鏡，一個把入射狹縫來的光變成平行光反射到光柵，即起準直鏡的作用。另一塊反射鏡把光柵衍射的光譜聚焦到出射狹縫。由于像差得到補償，可以獲得較好的成像質量。這種裝置在ICP順序掃描光譜儀中得到廣泛的應用。
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圖2中汞燈用于校準儀器波長；濾光片用于分開不同光譜級的重疊；三個光電倍增管光陰極靈敏區不同，分別用于不同波長區測量。
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圖2 切爾尼-特納光譜儀原理
1-ICP光源 汞燈；3一濾光片(分級用)；4一入射狹縫；5一準光鏡；
面光柵；7一聚光鏡；8-平面反射鏡；9一出射狹縫；10—光電倍增管
二、凹面光柵光譜儀
在1980年以前，主要用凹面光柵光譜儀作為ICP光源的檢測器。凹面光柵ICP光譜儀稱多通道ICP光譜儀。由ICP光源發出的光經聚光鏡和入射狹縫后射到光柵上，經光柵衍射后的單色光按波長不同分別經出射狹縫進入光電倍增管檢測器。光電倍增管和出射狹縫一般由約48個，個別儀器的出射狹縫可達70個。
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凹面光柵光譜儀的特點是不需要借助單獨的成像系統以形成光譜，不存在色差。也不用聚焦系統，使光的吸收和反射顯著降低。故可以用于真空紫外和近紅外。但其像散比較嚴重。由于空間的限制，可安裝的出射狹縫有限，限制了可測分析譜線數目和元素數目。此外，采用固定通道和狹縫，靈活性欠佳。近年此類儀器已逐漸退出ICP光譜領域。
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三、中階梯光柵光譜儀
中階梯光柵光譜儀最初用于直流等離子體光源的檢測。20世紀90年代開始出現的固體檢測器(CCD,CID)多配用中階梯光柵光譜儀，因而使它成為 ICP-AES領域應用漸多的分光器。
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圖3 典型的中階梯光柵光譜儀原理圖
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由ICP發出的光經反射鏡進入狹縫后，經準直鏡成平行光后射至中階梯光柵上。分光后再經棱鏡分級和聚焦射到出射狹縫和檢測器上。由中階梯光柵光譜儀獲得的光譜與平面光柵光譜儀不同，它是由多級光譜組成的二維光譜。
