Существуют ли "широкофокусные" спектрометры?

Если я Вас правильно понял, то в Вашей воображаемой задаче требуется не только "широкоформатность", но и "дальнобойность" :)

Смотрите, спектрометр спектрометру рознь. Мы в геммологии, в Баснословно - диагностируя цветные драгоценные камни и занимаясь производством приборов для диагностики камней, имеем опыт, пожалуй, с четырьмя типами спектрометров.

1) Спектрометр видимого диапазона (плюс кусочки УФ и ИК) - у нас образцы просвечивающие, т. е. свет от источника света проходит через образец, через спектральную щель, дифракционную решётку (или зеркало и решётку, не суть важно) - попадает на, грубо говоря, матрицу, а дальше построенная спектральная кривая анализируется на экране живым глазом :) С использованием баз таких кривых.

Это значит, теоретически, если у Вас задача проанализировать свет от какого-то крупного объекта, то если он сам этот свет излучает, то отлично, даже если он сам здоровенный и далёкий (так, условно говоря, изучают химический состав далёких звёзд), а если нет, то хорошо бы его подсветить :)

Конечно, всё вокруг нас мы видим, потому что оно пропускает/отражает и поглощает свет, но чем более широко одновременно пытаться охватить это всё, тем менее информативный будет результат, если Вы хотите искать прямо всё. А вот если у искомого вещества есть характерная спектральная кривая (характерные пики), то в этом "шуме", может, и можно выловить нужное. С поправкой на спектр окружающего света ещё итп Проблема, что в видимом диапазоне может и не быть уникальной спектральной кривой у нужного вещества.

2) ИК-Фурье спектрометр. Грубо говоря, образец нагревается и дальше анализируется его излучение в инфракрасном диапазоне. Ну, или он уже сам греется, тогда проще и тогда возможна какая-то дистанция до него, видимо :)

Я сходу не могу представить какие-то именно технические ограничения (был бы бюджет), но если что-то однородно, то зачем изучать "широкоформатно", а если неоднородно, то, опять же, вот видим мы, что есть какой-то характерный для какого-то элемента пик, но мы же не знаем в какой части объекта этот элемент, т. е. для этого нужно всё равно изучать части. Так лучше это начать сразу :)

3) Раман. Тоже упрощённо - есть лазер определённой длины волны (выбирается под нужды, так как один может излишне разогревать образец, а другой не давать нужный эффект на конкретном веществе). Лазером светим в точку на образце и собираем всё что "повылетало", а если у нас есть стоящий в несколько раз дороже Раман с микроскопом, то мы вообще молодцы и можем ткнуть в совсем мелкую точку, чтобы не было вводящих в заблуждение результатов.

Кстати, случай на охоте. Исследовали турмалины. А у них много разновидностей, различаются формулы. Но в рамановском спектрометре получалось, будто это вообще что-то ещё более чуднОе, чем турмалины. Оказалось, что турмалины были у азиатского дилера в мешочке с другими камнями - с корундами в том числе, там всё друг о друга билось и на поверхности турмалинов были следы другого камня - шпинель. Если бы у нас был раман с микроскопом, то даже случайно было бы сложнее попасть в такую ситуацию. А так как у нас отдельно микроскоп и отдельно на тот момент был раман, то вот какая проблема диагностики при даже очень маленьком поле исследования.

Автоматически анализировать так что-то крупное, теоретически, можно, если лазером бить, скажем, в разные точки и как-то программно усреднять результаты. Но что по максимальному расстоянию я сходу не скажу. В этом году, кажется, одни производители спектрометров комбинационного рассеяния рассказывали, что определили бензол на расстоянии 20 метров.

4) Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой. Тут я только пользователь результатов :) По этому типу у меня знаний пока довольно мало, но, насколько я понимаю, там не масштабировать до увеличения расстояний.

Киповец?