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微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?
点击次数:187次    发布时间:2017-5-19

微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?
光谱仪究其实质是一个“分光”仪器,现在有几种方式来实现分光功能。主流的方式是用光栅作为色散部件,将不同波长的光在空间上分开,用阵列探测器接收并输出光谱。另一种方式是用干涉仪调制入射光,用单元探测器接收被调制了的光,并输出光强随时间变化的曲线,再用傅里叶变换还原光谱,这就是傅里叶光谱仪。
由于在UV-VIS-NIR波段,硅CCD, CMOS阵列的工艺成熟,性价比好,再加上无移动部件,可靠性好,因此,几乎无一例外地使用光栅色散,阵列探测器检测的方式。只是在波长大于900nm的近红外波段,硅材料实在无法胜任,才采用InGaAs线列探测器,但是,至少在现阶段InGaAs线列探测器还是太贵,于是才有人尝试采用傅里叶光谱技术,转动光栅技术,其核心是用MEMS技术制造一个微镜陈列,可以用集成电路芯片组驱动每一个微镜的方向,这样就可以用单元InGaAs探测器,使近红外波段的微型光谱仪成本下降。另一种思路是怎么把光谱仪做得更小,更便宜,干脆不用光栅分光,虽然性能不一定那么好,但是对于有些应用也许就足够了,这基本上就是用滤光片加线列探测器的方法。
就采用光栅分光技术的微型光谱仪而言,其性能主要决定于三个方面,光学设计,光栅的选择,探测器的选用。
光学设计又与采用的光栅种类有关,现用的光栅有反射光栅和透射全息光栅两大类,采用不同光栅的光谱仪光学设计方案有所不同。现在的主流是反射光栅,这是由于制造工艺相对成熟,因此价格也相对低一些的原因,采用反射光栅,又要做得体积小,采用折叠光路的设计就很自然了,因此,交叉光路Czerny-Turner 结构(Crossed Czerny-Turner)成为市场最流行的设计;另一类是透射全息光栅,它的主要优点是光栅效率高,导致光学系统的光通量大,对于一些测量比较微弱的光的应用,或者快速动态过程分析,不允许长的积分时间,就倾向于选择透射光栅,当然,价格相对会贵一些。

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