熟悉光纖光譜儀的主要功能，才能更好地使用它
2022-05-13
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光纖光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊，包括入射狹縫、準(zhǔn)直物鏡、光柵、成像反射鏡、濾色片和陣列探測(cè)器，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。光信號(hào)經(jīng)入射狹縫投射到準(zhǔn)直物鏡上，將發(fā)散光變成準(zhǔn)平行光反射到光柵上，色散后經(jīng)成像反射鏡將光譜呈在陣列接收器的接收面上，形成光譜譜面。
光纖光譜儀的主要功能：
1.光柵
光柵的選擇取決于光譜范圍以及分辨率的要求。對(duì)于光纖光譜儀而言，光譜范圍通常在200nm-2500nm之間。由于要求比較高的分辨率就很難得到較寬的光譜范圍;同時(shí)分辨率要求越高，其光通量就會(huì)偏少。對(duì)于較低分辨率和較寬光譜范圍的要求，300線/mm的光柵是通常的選擇。如果要求比較高的光譜分辨率，可以通過選擇3600線/mm的光柵，或者選擇更多像素分辨率的探測(cè)器來實(shí)現(xiàn)。
2.狹縫
較窄的狹縫可以提高分辨率，但光通量較小;另一方面，較寬的狹縫可以增加靈敏度，但會(huì)損失掉分辨率。在不同的應(yīng)用要求中，選擇合適的狹縫寬度以便優(yōu)化整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。
3.探測(cè)器
探測(cè)器在某些方面決定了光纖光譜儀的分辨率和靈敏度，探測(cè)器上的光敏感區(qū)原則上是有限的，它被劃分為許多小像素用于高分辨率或劃分為較少但較大的像素用于高敏感度。通常背感光的CCD探測(cè)器靈敏度要更好一些，因此可以某個(gè)程度在不靈敏度的情況下獲得更好的分辨率。近紅外的InGaAs探測(cè)器由于本身靈敏度和熱噪聲較高，采用制冷的方式可以有效提高系統(tǒng)的信噪比。
4.濾光片
由于光譜本身的多級(jí)衍射影響，采用濾光片可以降低多級(jí)衍射的干擾。和常規(guī)光譜儀不同的是，光纖光譜儀是在探測(cè)器上鍍膜實(shí)現(xiàn)，此部分功能在出廠時(shí)需要安裝就位。同時(shí)此鍍膜還具有抗反射的功能，提高系統(tǒng)的信噪比。
光譜儀的性能主要是由光譜范圍、光學(xué)分辨率和靈敏度來決定。對(duì)以上其中一項(xiàng)參數(shù)的變動(dòng)通常將影響其它的參數(shù)的性能。
光譜儀主要的挑戰(zhàn)不是在制造時(shí)使所有的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到較高，而是使光譜儀的技術(shù)指標(biāo)在這個(gè)三維空間選擇上滿足針對(duì)不同應(yīng)用的性能需求。這一策略使光譜儀能夠滿足客戶以較小的投資獲取較大的回報(bào)。這個(gè)立方體的大小取決于光譜儀所需要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，其大小與光譜儀的復(fù)雜程度以及光譜儀產(chǎn)品的價(jià)格相關(guān)。光譜儀產(chǎn)品應(yīng)該*符合客戶所要求的技術(shù)參數(shù)。
5.光譜范圍
光譜范圍較小的光譜儀通常能給出詳細(xì)的光譜信息，相反大范圍光譜范圍有更寬的視覺范圍。因此光譜儀的光譜范圍是必須明確重要的參數(shù)之一。影響光譜范圍的因素主要是光柵和探測(cè)器，根據(jù)不同的要求來選擇相應(yīng)的光柵和探測(cè)器。
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