淺析光纖光譜儀的幾個重要參數

　　光纖光譜儀的優點在于系統的模塊化和靈活性。測量速度非常快，使得它用于在線分析。而且由于它選用低成本的通用探測器，所以光譜儀的成本也大大降低，從而大大擴展了它的應用領域。

　　光纖光譜儀具有許多大型光譜儀所不具備的優點，如重量輕、體積小、探測速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應用市場，可以應用在實驗室物理化學分析、臨床醫學檢驗、工業過程監控、航空航天遙感等領域，因而引起了人們廣泛的興趣。

　　1、光學平臺設計

　　目前市場上主流的光纖光譜儀都采用對稱式Czernv—Turner光學平臺設計，它可以在更寬的譜段范圍內實現更高的光學分辨率，更容易地消除雜散光，而且在近紅外譜段有更好的色散效應等。焦距可以有45ram或75ram兩種。信號光由一個標準的SMA905接口進入光學平臺，經一個球面鏡準直，然后由一塊平面光柵分光，經由第二塊球面鏡聚焦到一塊一維線性探測器陣列上。

　　2、光纖光譜儀的幾個重要參數

　　2．1波長范圍

　　在為一臺光纖光譜儀系統選擇配置的時侯，波長范圍是決定光柵型號的首先要考慮的重要參數。如果需要較寬的波長范圍，建議使用300線/mm或者600線/mm光柵。另一個重要元件是探測器的選擇。對于紫外波段的應用，可以選用256/1024像素的CMOS探測器或者深紫外增強型2048或者3648像素CCD探測器。在近紅外區域，可以選擇不同型號的InGaAs探測器。

　　2．2光學分辨率

　　如果需要很高的光學分辨率，建議同時選擇1200線/mm或者更高線對數的光柵(C．D．E或F型)、窄狹縫和2048或3648像素的CCD探測器。如果既需要較寬波長范圍同時又需要高分辨率，則多通道光譜儀是最佳的選擇。

　　2．3靈敏度

　　說起靈敏度，重要的是區分開是光度學中的靈敏度(光譜儀所能測到的最小信號強度是多少?)還是化學計量中的靈敏度(光譜儀能夠測量到的最小吸收率差)。

　　a．光度靈敏度

　　對于如熒光和拉曼等需要高靈敏度光譜儀的應用，建議選擇采用2048像素CCD探測器的光纖光譜儀。而且還要選擇DCL—UV/VIS探測器靈敏度增強透鏡；較寬的狹縫(100微米或者更寬)或者不安裝狹縫；一個300線/rnrn光柵。對于300線/mm光柵，光色散最小，所以它的靈敏度在所有光柵中是最高的。作為選擇，還可以使用熱電制冷型CCD探測器光譜儀，該型號可以采用長積分時間，并可以降低噪聲和提高動態范圍。

　　b．化學統計靈敏度

　　為了能探測出兩個幅值很接近的吸收率數值，需要高信噪比的探測器。CMOS探測器擁有最高的信噪比。通過把多幅光譜圖進行平均也可以提高信噪比。

　　2．4測量時間與數據傳輸速度

　　光纖光譜儀的數據獲取能力可以通過使用陣列型探測器并且不采用運動組件的方式大大提高。然而，對于每個具體應用都有其優化的探測器。如對于需要快速響應的應用，我們推薦使用USB1平臺的快觸發型CCD光譜儀或者USB2型CCD光譜儀。而對于那些對數據傳輸時問要求非常嚴格的應用，推薦選擇具有USB2接口的光譜儀，并且只傳輸一部分像素的數據到計算機來大大縮短數據傳輸時間。