波长色散光谱法(WDS)是在扫描电子显微镜(SEM)中广泛使用的元素分析的能量色散光谱法(EDS)技术的古老和罕见的表亲。这两种技术之间有许多相似之处和不同之处，但本质上，WDS使用的是机械光谱仪，而不是电子光谱仪，一次测量一条x射线线，而不是一次测量所有x射线线，并且具有明显高于EDS的光谱分辨率。
这种增强的光谱分辨率是WDS的关键技术优势，这意味着它可以用于解决EDS更难或不可能完成的具有挑战性的元素测量。在性能最高的光谱仪上，分辨率通常在10倍以上，这意味着x射线光谱中几乎所有的峰都可以被分离，峰与背景比显著提高。当EDS谱中观察到复杂的重叠时，特别是当其中一种组成元素以低浓度存在时，或者当需要使用x射线信号检测微量元素时，使用WDS，而x射线信号与EDS中的背景没有区别。
例如，在含有两种过渡元素钛和钒的材料中发现的常见但非常紧密的重叠。这是TiKb (4.932keV)和VKa (4.952keV)之间的重叠，对于研究Ti-V- al合金和Ti-V矿物的分析师来说尤其熟悉。这些线之间的距离只有20eV，实际上由于VKa的存在，距离要小一些2(4.945 kev行)。在这个能量下，好的EDS谱仪的能量分辨率在120eV左右，因此这两条线不能独立分辨。这可以从下面从Ti- 6al -V合金收集的EDS光谱中看到，其中钒信号表现为TiKb线高度的增加，只有在使用EDS软件显示单独的Ti和V贡献时才明显。
Ti-6Al-4V的EDS谱。粉红色的覆盖层显示了Ti对光谱的贡献，其余部分是由于V，其k型剖面形状显示为棕色。插图显示了相同的光谱重新缩放，以显示两个峰的相对高度仅与钛的存在不一致。
这种重叠是非常接近的，即使是许多WDS光谱仪，特别是那些使用平面衍射晶体的光谱仪，也不能提供更多的额外信息。我们使用波浪光谱仪收集了这个样品的数据。我们收集了三次WDS波长扫描，为了进行比较，我们将EDS光谱显示为绿色。在其标准分析构型中，TiKβ与VKα的分离由黄色光谱显示。现在可以清楚地看到这两条线的存在，而且分离效果足够好，可以进行精确的定量分析，光谱分辨率只有8eV。洋红色光谱是用一种特殊模式收集的，其中光谱仪的入口狭缝被关闭。这可以用来提供超高光谱分辨率的扫描，在这种情况下，揭示了VKa的存在和位置1和卡2线，以小于6eV的光谱分辨率收集。将这些结果与红色扫描进行对比，红色扫描的分辨率约为20eV，这是许多平板晶体WDS光谱仪的典型特征，其中VKa的存在不是确定的，因此不可能进行定量分析。这张红色的扫描图也是由波光谱仪收集的，但在光谱分辨率不那么重要的时候，它采用了更高的计数率映射模式。这种高计数率映射模式是在入口狭缝完全打开的情况下进行的。
波长扫描收集使用波光谱仪在~20(红色)，8(黄色)和< 6ev(洋红色)的光谱分辨率。为了进行比较，所示为同一相(绿色)的EDS谱图。
人们经常问我，为什么牛津仪器公司提供波浪光谱仪，狗万正网地址它比扫描电镜大得多，占用更多的空间。其中一个主要原因是高光谱分辨率，这意味着光谱仪可以用来分离能量间隙较小的x射线峰，并在更困难的分析挑战中工作。毕竟，这就是WDS的意义所在。
提高光谱分辨率的另一个优点是降低了背景。低背景意味着更好更快地检测微量元素和微量元素。当分析100ppm水平的微量元素时，与具有有限光谱分辨率的平板晶体光谱仪相比，这可以使收集时间加快4倍以上(或者可以使用更低的光束电流)。这是另一个非常重要的性能差异，对于这种类型的分析的可行性至关重要。
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