分光系統(tǒng)是波長色散型X射線熒光光譜儀的重要部件,，它由分光晶體及傳動機構(gòu)、限高光欄,、準(zhǔn)直鏡和衰減器等器件組成,。其中主要的器件是晶體分光器，它的作用是通過晶體衍射把不同波長的X射線分開,。
一,、分光晶體
分光晶體是晶體分光系統(tǒng)的核心部件，為了獲得較好的分析效果,，晶體的選擇是十分重要的,。分光晶體相當(dāng)于光學(xué)光譜儀中棱鏡和光柵，X射線區(qū)域之所以不能使用棱鏡或光柵作為的分光單元,，是因為X射線的波長短,、能量大,、穿透力強、幾乎不發(fā)生折射,。
晶體分光的原理是根據(jù)布拉格衍射定律2dsinθ=mλ,，當(dāng)波長為λ的X射線以θ角射到晶體時，如果晶面間距為d,，則在出射角為θ的方向可以觀測到波長為λ=2dsinθ的一級衍射及波長為λ/2,、λ/3、… 高級次衍射,。改變θ角,，可以觀測到其他波長的X射線，從而使不同波長的X射線得以分開,。
大部分分光晶體為無機或有機鹽類單晶,，也可使用人造多晶膜晶體。不同的分光晶體的2d值及適用范圍也不同,。分光晶體選用時應(yīng)考慮以下因素：
1）衍射強度高
分光晶體的低級次線的衍射強度一般大于高一次級次線,，衍射強度也隨波長而變化。晶體表面的光潔度,、晶體結(jié)構(gòu)的完整性,、晶體的不同晶面都會影響衍射強度。
2）分辨率高,，利于減少譜線干擾
分辨率是指分光晶體能分開或辨別兩條波長十分相近譜線的能力,。同一晶體的不同晶面會有不同的分辨率，一般選用高分辨率的晶體和晶面,。分辨率同時受角色散率和發(fā)散度的影響,。
角色散率(dθ/dλ)是指兩條譜線的2θ角分開的程度。由布拉格方程微分得到：
dθ/dλ=m/(2dcosθ)=tano/λ
由上式可見,，2d較小的晶體角色散率大,，分辨率也高,，當(dāng)m>1時,，高級次的分辨率比一級線的高。
發(fā)散度是指譜峰寬度,，可用譜線的半峰寬來度量,。兩相鄰的譜線譜峰越寬越難分辨。
3）信噪比高
信噪比是指信號與噪聲的比值,，一般選用信噪比高的晶體,。
4）溫度效應(yīng)小
一般地，隨衍射角的增大,，晶體的熱膨脹系數(shù)對譜峰位移的影響也將增大,。所選晶體應(yīng)是受溫度,、濕度影響小的。
二,、晶體分光系統(tǒng)
晶體分光系統(tǒng)可按晶體類型分為平面晶體分光系統(tǒng)和曲面晶體分光系統(tǒng)兩類,。平面晶體色散法中，由樣品上每一點發(fā)射出來的各種波長的X射線入射到給定的晶體,，由于樣品上同一點發(fā)射出來,，并從其他方向入射到晶面上的同一波長譜線，不符合布拉格定律而不被衍射,。曲面晶體的曲率允許側(cè)向發(fā)射的同一波長譜線以同樣的布拉格角入射到晶面,，這樣就有更多的同一波長的譜線同時在晶體上受到衍射，且受衍射的譜線會聚到同一條線或一個點上起到“強聚焦”效果,。
1）平面晶體分光系統(tǒng)
平面晶體構(gòu)成的分光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,，晶體不需要特殊磨制，一般用于掃描型X射線熒光光譜儀,。其系統(tǒng)主要由X射線管（激發(fā)源）,、分光晶體、準(zhǔn)直器,、檢測器組成,。由于使用了準(zhǔn)直器，衰減了X熒光的強度,，是有些元素如Na和Mg等幾乎不能用其獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果,。
2）曲面晶體分光系統(tǒng)
與平面晶體分光系統(tǒng)相比，曲面晶體分光系統(tǒng)具有強聚焦的能力,。衍射強度和分辨率都比平面晶體分光系統(tǒng)好,。其有兩種比較典型的曲率方案：全聚焦法和對數(shù)螺線法。
①全聚焦法光路設(shè)計較簡單,，焦距效果好,，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無需前后準(zhǔn)直器,。但是晶體的磨制,、彎曲和黏貼難度大，不能適用于所有晶體,。
②對數(shù)螺線法的分光光路設(shè)計是使X射線聚焦在一個很小的區(qū)域,，比平面晶體的強度遠高很多。且對數(shù)螺線法的光路設(shè)計幾乎適用于所有的晶體,，晶體及晶體架的加工簡單,，但是數(shù)學(xué)模型較復(fù)雜。
三,、分光機構(gòu)
分光晶體被安裝在精密控制的旋轉(zhuǎn)裝置上,，由于試樣位置是固定的,，為檢測到試樣發(fā)出的波長為λ的熒光X射線，分光晶體轉(zhuǎn)動θ角,，檢測器必須轉(zhuǎn)動2θ角,。
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