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文件简介：微型光纤光谱仪.docx 微型光纤光谱仪 张志伟（北京日出光电科技有限公司，北京100016） 摘要 光纤光谱仪的优势在于系统的模块化和灵活性。 微型光纤光谱仪的测量速度非常快，可用于在线分析。 并且由于采用了低成本的通用检测器，光谱仪的成本也大大降低多通道光纤光谱仪，从而大大拓展了其应用领域。 在本文中，笔者详细介绍了目前主流的微型光纤光谱仪的结构设计、配置方法和应用领域。 关键词 光谱仪，光谱学，检测器，在线分析。 光谱学是一种测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的技术，光谱测量衍生出的应用非常广泛多通道光纤光谱仪，如颜色测量、化学成分浓度测量、电磁辐射分析等。 20世纪90年代，微电子领域的多像素光学探测器迅速发展，如CCD阵列、CMOS阵列、光电二极管阵列等，3D相机成为可能。 D、CMOS和光电二极管阵列探测器，无需移动光栅即可快速扫描整个光谱。 同时，通信技术对光纤需求的快速增长，推动了低损耗石英光纤的发展。 这种光纤也可用于光谱仪，将样品产生的信号光传输到光谱仪的光学平台。 由于光纤耦合很容易实现，因此可以很容易地建立一个由光源、采样附件和光纤光谱仪组成的测量系统。 微型光纤光谱仪具有许多大型光谱仪所不具备的优点，如重量轻、体积小、检测速度快、使用方便、集成化、批量生产、成本低等。 与普通光谱仪一样，微型光谱仪有着巨大的应用。 可应用于实验室理化分析、临床医学检验、工业过程监测、航天遥感等领域，从而引起人们的广泛兴趣。

1 光学平台设计 目前市场上主流的光纤光谱仪均采用对称的Czerny-Turner光学平台设计，可以在更宽的光谱范围内获得更高的光学分辨率，更容易消除杂散光。 近红外光谱具有较好的色散效果等。 有两种焦距：45mm 或 75mm。 信号光通过标准的SMA905接口进入光学平台，经球面镜准直，经平面光栅分光，经二次球面镜聚焦到一维线性探测器阵列。 , 波长范围是确定光栅型号首先要考虑的重要参数。 如果需要更宽的波长范围，建议使用 300 line/rmn 或 600 line/mm 光栅。 另一个重要因素是检测器的选择。 对于紫外波段的应用，可选择 256/D 检测器。 在近红外区，可选择不同类型的InGaAs探测器。 ，建议同时选用光栅（）和1200线/mm或更高线对数的D探测器。 如果同时需要宽波长范围和高分辨率，多通道光谱仪是最佳选择。 , 重要的是要区分光度法的灵敏度（光谱仪可以测量的最小信号强度是多少？）和化学计量学的灵敏度（光谱仪可以测量的最小吸光度差异）。 光度灵敏度 对于需要高灵敏度光谱仪的荧光和拉曼等应用，D-Detector 光纤光谱仪。 另选DCL-UV/VIS检测器灵敏度增强镜头； 更宽的狭缝（100 微米或更宽）或没有狭缝； 300 线/mm 光栅。 300线/mm光栅的光色散最小，因此其灵敏度是所有光栅中最高的。 作为一个选项，D 型检测器光谱仪，该模型可以用于较长的积分时间，并且可以降低噪声并提高动态范围。 化学统计灵敏度为了检测两个振幅非常接近的吸光度值，需要具有高信噪比的检测器。 CMOS 探测器具有最高的信噪比。通过放置多个