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光谱测量可广泛应用于许多不同的领域，例如颜色测量、半导体领域的测量、化学成分的浓度测量等。光谱测量的核心是测量被辐射或散射、透射或反射的光。物质携带有关该物质的性质和条件的信息，例如化学和物理成分等参数。

光谱仪在激光领域主要有激光波长测量、激光诱导击穿光谱和电弧等离子体光谱诊断等几种典型应用。

1、激光波长测量

随着激光技术在工业加工、通信、测量和医学研究等领域的应用越来越广泛，对激光光谱的快速测量和分析成为迫切需要。

通过光谱仪，我们可以方便地监测激光波长、振幅、半宽值（FWHM）、峰数等参数随时间的变化。 我们甚至可以自定义一些参数并观察它们如何随时间变化。 我们可以选择多通道光谱仪覆盖200-1100nm整个波长范围，同时满足高分辨率的需求光纤光谱仪 价格，或者选择只覆盖紫外部分、可见光或近红外部分的激光光谱. 当然，如何选择最终还是要看用户的实际需求。

01 CW激光器的波长测量

对于 CW 激光器，测量特别简单。 运行软件后，设置合适的积分时间，如下图所示，即可得到合适的光谱。 为了使测得的激光峰值波长更加准确，需要正确设置光谱仪的Smoothing和Spline设置。 详情请参阅产品说明。 测量激光时需要注意的是，由于激光功率较大，一般不会将激光直接耦合到光纤中，而是先将激光打在屏幕上，然后光纤接收激光信号从屏幕散落。

02 脉冲激光的波长测量

对于重复频率比较高（如100Hz以上）的脉冲激光，可作为连续激光进行测量。 当重复率比较低，或者需要单独测量单个脉冲时，为了与激光脉冲准确同步，光谱仪最好选择工作在外触发模式。

03 监测激光波长随时间的变化

监测激光波长随时间的变化，只需要打开软件中的TimeSeries模块，设置需要监测的参数，即可看到激光波长、峰值、强度等参数随时间变化的曲线. 该软件还允许您跨多个窗口同步工作并监控多个参数随时间的变化。

AVANTES光谱仪激光波长测量示意图

2. 激光诱导击穿光谱的应用

激光诱导击穿光谱 (LIBS) 是一种原子发射光谱技术，它使用脉冲激光在燃烧材料时产生等离子体。 明亮等离子体的光谱分析可提供有关样品元素组成的信息。 LIBS可应用于废金属分选、塑料分析、农药残留检测、矿物分析等。

由于LIBS技术无需对材料进行任何预处理就可以直接分析材料，在很多情况下只需一个激光脉冲就可以进行样品分析，因此LIBS系统可以快速分析大量样品。

在元素分析中，LIBS的具体应用方法如下：

3.电弧等离子光谱诊断

随着现代焊接技术的发展，焊接质量的检测和控制变得越来越重要。 焊接电弧光谱法以其信息量大、信噪比高、干预小、测控精度高等特点，在一些场合得到了成功的应用。 电弧光谱的应用领域包括：电弧保护、电弧温度场的光谱测定、气体成分和浓度的测量与控制等。因此，研究电弧光谱辐射及其在不同焊接参数下的变化特性非常重要。

焊接光谱信息采集分析系统推荐使用高分辨率、多通道（最多10通道）光纤光谱仪，波长范围200-1100 nm，光谱分辨率（FWHM）为高达 0.05-0.06 nm，光谱采样间隔约为。 0.02 纳米。 一点多纤保证了光谱信号采集在时间和空间上的同步。

除了以上应用，光纤光谱仪还可以广泛应用于石油化工、手机屏幕显示、农产品食品、医药、LED、汽车、环保等领域。 随着我国工业智能制造理念的引入，光谱仪在这些领域的在线应用必将蓬勃发展。

购买须知

检测器是选择合适的测量光谱系统的关键。 确定好待测波长范围后，根据实验的测试速度和精度要求选择合适的检测器。 目前市场上常见的光谱仪探测器有CCD探测器、CMOS探测器和InGaAs探测器。

CCD探测器分为背照式和前照式； 对于那些在紫外区（200-350 nm）和近红外区（900-1160 nm）要求高量子效率、高信噪比和大动态范围的应用光纤光谱仪 价格，背照式CCD探测器是一种不错的选择，但价格比前照式高。

CMOS检测器测试速度快，能在较短时间内获取光谱，触发延迟性能好，在紫外波段灵敏度高。 如果注意这几点，建议选择带有CMOS检测器的光谱仪。

InGaAs 探测器在近红外区域具有极高的灵敏度。 InGaAs 探测器的动态范围受到暗噪声的限制。 对于低于 1750 nm 的测量，检测器不需要冷藏； 对于需要扩展到 2000-2500 nm 波长范围的应用，需要使用二级冷却探测器来降低暗噪声。

此外，分辨率、灵敏度、杂散光、二次衍射效应、通讯接口等也是非常重要的参数。

作者

北京阿万特斯科技有限公司总经理张志伟，在激光和光谱领域工作30余年，具有丰富的行业经验。 Avantes 是一家微型光纤光谱仪制造商，总部位于荷兰。

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