1.分散素子：スペクトル分離の基礎

分散素子は分光計のコア部品であり、光の分散原理によって複合光を単色光に分解する。一般的なタイプは次のとおりです。

格子：回折原理を利用して、周期性構造を通じて異なる波長光を異なる角度で偏向させ、波長分離を実現する。その利点は分解能が高く、分散が均一で、紫外から近赤外帯域に適していることにある。しかし、フィルタを組み合わせて複数次スペクトルの迷光干渉を除去する必要がある。

プリズム：異なる波長光の屈折率差に基づいて分散を行い、短波長光分散能力がより強い。その構造は簡単でコストは低いが、非線形分散と分散不均一の問題があり、通常は可視光帯域に用いられる。

PGP（プリズム−ラスタ−プリズム）組み合わせ：ラスタを核心とし、プリズムを結合して線形分散を実現するが、製作コストが高く、システム体積が大きい。

2.フォーカスイメージングシステム：光信号の正確な伝達

分散された単色光は、レンズ群などのフォーカスイメージングシステムを介して検出器像面に収束する必要があります。システムは広角、大開口、広帯域の要件を満たし、色収差を解消して平像面イメージングを実現し、スペクトル線の明確な分離を確保する必要がある。例えば、ICP分光計は中階段格子を用いてプリズム交差分散に合わせ、光束と分解能を両立させる。

3.検出器：光信号から電気信号への変換

検出器には高感度、低ノイズ、高速応答特性が必要：

CCD（電荷結合素子）：広帯域検出に適し、面アレイまたは線アレイ構造を通じて高分解能スペクトル収集を実現する。例えば、VeritySD 1024 G分光計はTEC冷凍CCDを採用し、暗電流ノイズを低減し、信号対ノイズ比を向上させる。

フォトダイオードアレイ：LIBS分光計のような高速検出シーンに使用するにはミリ秒レベルの時間内に元素分析を完了する必要があり、検出器の応答速度に対して高い要求がある。

4.信号処理システム：データ最適化と出力

電気信号は増幅、フィルタリングされてデジタル信号に変換され、アルゴリズムによりノイズを除去し、波長ドリフトを補正し、最終的にスペクトル画像またはデータを生成する。例えば、分光計は標本によって作業曲線を制定し、元素含有量の定量分析を実現する。