一、单色器

单色器是从光源辐射的连续光源中分离出所需的足够窄波段光束的光学装置，它是紫外可见分光光度计的核心部分。其性能直接影响光谱带的宽度，从而影响测定的灵敏度、选择性和工作曲线的线性范围。

单色器由入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、物镜和出射狭缝组成。入射狭缝起着限制杂散光进入的作用；准直镜将从入射狭缝射进来的复合光变成平行光；色散元件用来分光；物镜将射到物镜的平行光会聚在出射狭缝上；出射狭缝起限制光谱带宽的作用。

（一）棱镜单色器

棱镜单色器的色散元件为棱镜，棱镜的色散是利用不同波长的光在棱境内折射率的不同将复合光色散为单色光。

棱镜的角色散率可表示为dθ/dλ，它表示偏向角θ随波长变化的速率，即为波长差为dλ的两条相邻谱线被分开的角度。角色散率可写为以下形式：

式中，n为棱镜材料的折射率；dθ/dn表示偏向角随棱镜材料的折射率而改变，其值与棱镜的几何形状和入射角有关；dn/dλ为色散率，表示折射率对波长的变化率，它和棱镜材料的性质有关。在可见光区，玻璃的色散率大于石英的色散率，所以可见分光光度计都采用玻璃棱镜，但是当波长小于400nm时，玻璃透光度大大下降，玻璃棱镜不能用于小于350nm的紫外光区，而石英在近紫外光区仍有较好的色散率和透光度，所以紫外-可见分光光度计采用石英棱镜。

棱镜的色散作用还和棱镜的几何形状有关，棱镜形状*常用的是直角利特罗棱镜，如图1所示。

光线进入利特罗棱镜后，由棱镜的镀铝面反射回来，再度进入空气，经过棱镜两次色散，其效果相当于顶角为60°的等腰棱镜。

棱镜作色散元件时，产生的是一个非线性的波已长分配，为了得到一定纯度及一定谱带宽度的单色光，必须随波长变化同时调节狭缝宽度。

现在一般都不再制造棱镜式紫外-可见分光光度计，但我国生产的751型紫外-可见分光光度计仍是棱镜式的。

图1 直角利特罗棱镜

（二）光栅单色器

光栅可定义为一系列等宽等距离的平行狭缝，光栅的色散原理是：以光的衍射和干涉现象为基础，以同样入射角投射到光栅上的不同波长的混合光，其干涉极大都位于不同的角度位置，对于给定的光栅，不同波长的一级主极大或次极大都不重合，而是按波长次序排列形成一系列分立的谱线，从而使不同波长的复合光经光栅衍射后被分开。

光栅元件可分为透射光栅和反射光栅两种，透射光栅是在一块玻璃或其他透明材料上刻画一系列平行等距离的刻线制成的；反射光栅是在一抛光的金属表面上刻画一系列平行而等距离的刻线制成的。根据光栅基面的形状反射光栅又分为平面和凹面两种。若把光栅的线槽刻制成三角形槽线，并使槽面对光栅表面的夹角保持恒定，此类光栅具有以下特性:当光栅对某个波长的入射光形成的衍射光方向正好与该波长在工作面上的镜面反射方向吻合时，此波长的出射光将比其他波长更明亮，称此为闪耀。因此，这种光栅称为闪耀光栅，它常常被统称为反射光栅。在近代紫外-可见分光光度计中闪耀光栅是*常用的色散元件。

从光栅的刻制方法可将光栅分为机刻光栅和全息光栅两类，制造机刻光栅需要精密的光学机械设备，制造周期长，成本高，故通常使用的是由母光栅作模子制得的复制光栅。由于机刻光栅的线槽难免有缺陷，会在光谱强线两旁产生模糊不清的假线，即所谓的“鬼线”。为避免此缺陷，应寻求新的制造技术。全息光栅的制造过程是：由激光器产生的两束相干的平行光束交会于均匀涂布了光致抗蚀剂的光栅毛坯上时，就会产生均匀、等距的平行直线干涉条纹，使光栅毛坯上的光致抗蚀剂受到不同程度的曝光，再经显影、漂洗和干燥等过程，就可获得与干涉条纹相同的结构表面，在此表面上真空镀铝，就可获得反射全息光栅。并已制得槽形相当接近锯齿形、闪耀性能与机刻光栅相似的全息光栅。

全息光栅有以下优点：

①工作时不会产生鬼线和伴线；

②不存在机刻线槽的微观不规则或毛刺，故杂散光小；

③改变制作条件，可制作消像差的全息光栅；

④可以制作任意尺寸的全息光栅；

⑤制造周期短、成本低

全息凹面光栅根据使用条件和记录参数（两相干点光源位置）不同，通常可分为四种类型，Ⅲ型光栅就是通常所说的平场凹面全息光栅，该光栅是在传统凹面全息光栅的基础上对原来为球面的光栅表面进行调整，以非球面代替原来的球面，从而对原来出射谱面为罗兰圆的光谱带进行了调整，保证其中一部分出射光谱面为平面，并通过选择记录参数在设计过程中对各种像差进行了校正。这类光栅适宜与接收面为平面的固态多通道检测器件配合使用，实现快速光谱分析。Ⅳ型光栅的记录参数和工作参数也都不在罗兰圆上，也是变间距的弯曲刻槽，适宜于制成单色仪，尺寸小、结构简单，亦称为单色仪光栅。