monokromaattorista

Monokromaattori on optinen mittauslaite, jonka tehtävänä on erottaa valon spektrin kapea aallonpituusalue ja ohjata kyseinen osa mittauslaitteeseen. Sitä käytetään laajasti spektroskopiassa, fotometriassa sekä valonlähteiden ja materiaalien karakterisoinnissa. Monokromaattorin avulla voidaan tuottaa tarkasti määritelty, lähes yksittäinen aallonpituus mittaus- tai kalibrointitarkoituksiin.

Perusperiaate: valo saapuu laitteen sisääntuloaukon kautta ja kulkee hajotinta kohti, joka erottaa eri aallonpituudet. Erottunut spektri fokusoidaan ja johdetaan detektoriin ulostuloaukon kautta. Laitteeseen kuuluvat tyypillisesti säädettävät sisääntulo- ja ulostuloaukot sekä optiikka, jonka avulla valittu aallonpituus voidaan määrittää ja mitata.

Monokromaattoreita on pääasiassa kahdenlaisia: gratiapohjaisia ja prisma-pohjaisia. Gratiat tarjoavat yleensä korkean erottelukyvyn ja laajan käytettävissä olevan aallonpituusalueen, kun taas prisma-mallit voivat olla kompaktimpia ja kevyempiä tietyillä alueilla. Valikoima kattaa tyypillisesti UV-, näkyvän ja NIR-alueet riippuen käytetyistä materiaaleista.

Suorituskykyä mitataan yleensä erottelukyvyllä tai resoluutiolla, R = λ/Δλ. Se riippuu muun muassa ulostuloaukon leveydestä, hajotintyypin ominaisuuksista sekä linjojen laadusta. Käytännössä monokromaattoria valitaan sovelluksen mukaan: otettava aallonpituus, haluttu tarkkuus ja käytettävissä oleva detektorijärjestelmä määrittelevät valinnan.

Historian osalta monokromaattoreita kehitettiin 1800-luvulla; diffraktiograti-tekniikan kehitys Fraunhoferin toimesta vakiinnutti käytännön spektrin erottamisen ja aallonpituuksien säätämisen.