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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。 光谱测量广泛应用于许多领域，例如颜色测量、化学成分的浓度检测或电磁辐射分析。 有关更详细的应用信息和相关实验设置，请参阅本目录的最后一章 - 应用。

光谱仪器通常包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学器件和检测器。 在单色器中，通常包括一个出射狭缝，允许整个光谱中非常窄的部分照射到单像素检测器上。 单色器的入射和出射狭缝位置固定，宽度可调，旋转光栅即可扫描整个光谱。

20世纪90年代，微电子领域的多像素光学探测器，如CCD阵列和光电二极管（PD）阵列的快速发展，使得生产低成本的扫描仪和CCD相机成为可能。 来自荷兰 Avantes 的光谱仪使用相同的 CCD 和光电二极管阵列 (PDA) 检测器，无需移动光栅即可快速扫描整个光谱。

由于光通信技术对光纤的需求大大增加，低损耗石英光纤应运而生。 该光纤还可以作为测量光纤微型光纤光谱仪，将被测样品产生的信号光传输到光谱仪的光学平台上。 由于光纤的耦合非常容易，因此构建由光源、采样附件和光纤光谱仪组成的模块化测量系统非常方便。

光纤光谱仪的优势在于系统的模块化和灵活性。 荷兰Avantes公司的微型光纤光谱仪测量速度非常快，适合在线分析。 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微型光纤光谱仪，从而大大拓展了其应用领域。

· 光学平台设计

Avantes公司的AvaSpec系列光谱仪采用对称的Czerny-Turner光学平台设计，具有45mm、50mm和75mm三种焦距（如图1所示）。

图 1 AvaSpec 光学平台设计

信号光通过标准的SMA905光纤接口进入光学平台，首先经过球面镜准直，然后经过平面光栅分光，经过第二面球面镜聚焦，最后将光谱的图像投射到单片机上。维在线性检测器阵列上。

光学平台包含多种组件，用户可以根据自己的应用选择最合适的配置。 这些元件的选择对光谱仪的参数有很大影响，如衍射光栅、入射狭缝、消除二阶衍射效应的滤光片、探测器镀膜等。 光谱仪的灵敏度、分辨率、带宽和杂散光将在后面的章节中介绍。