直讀光譜儀作為一種高精度分析儀器，在材料分析領域應用廣泛，其工作原理涵蓋激發、分光、檢測與數據處理等關鍵環節。
激發階段
直讀光譜儀以電弧或火花放電作為激發源。當樣品置于激發臺，在電極間施加高壓產生電弧或火花，瞬間釋放巨大能量，使樣品表面局部區域溫度急劇升高。高溫促使樣品中的原子獲得足夠能量，電子從低能級躍遷至高能級，原子被激發至激發態。
分光階段
激發態原子不穩定，會自發從高能級躍遷回低能級，同時釋放出特定波長的光子，形成包含多種元素特征光譜的復合光。這些復合光經入射狹縫進入光學系統，光柵作為核心分光元件，將復合光按波長順序色散成連續的光譜帶。不同波長的光在空間上分離，形成按波長排列的光譜線。
檢測階段
分光后的光譜線通過出射狹縫，投射到對應的光電轉換元件上，如光電倍增管。光電倍增管將光信號轉換為電信號，其電流強度與光信號強度成正比。每個元素對應特定波長的光譜線，光電轉換元件能精確捕捉并轉換這些光信號。
數據處理階段
轉換后的電信號傳輸至計算機控制系統，通過內置軟件進行數據處理。軟件根據預設的校準曲線和算法，將電信號強度轉換為元素的濃度值，最終在顯示器上直觀呈現樣品中各元素的含量。
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