光譜學是測量紫外、可見、近紅外和紅外波段光強度的一種技術。光譜測量被廣泛應用于多種領域,如顏色測量、化學成份的濃度檢測或電磁輻射分析等。欲了解更詳細的應用信息以及相關的實驗裝置,請參閱本產品目錄的最后一章——應用。
光譜儀器一般都包括入射狹縫、準直鏡、色散元件(光柵或棱鏡)、聚焦光學系統(tǒng)和探測器。而在單色儀中通常還包括出射狹縫,讓整個光譜中一個很窄的部分照射到單象元探測器上。單色儀中的入射和出射狹縫往往位置固定而寬度可調,可以通過旋轉光柵來對整個光譜進行掃描。
在九十年代,微電子領域中的多象元光學探測器迅猛發(fā)展,如 CCD 陣列、光電二極管( PD )陣列等,使生產低成本掃描儀和 CCD 相機成為可能。荷蘭 Avantes 公司的光譜儀使用了同樣的 CCD 和光電二極管陣列( PDA )探測器,可以對整個光譜進行快速掃描而不必移動光柵。
由于光通信技術對光纖的需求大大增長,從而開發(fā)了低損耗的石英光纖。該光纖同樣可以用于測量光纖,把被測樣品產生的信號光傳導到光譜儀的光學平臺中。由于光纖的耦合非常容易,所以可以很方便地搭建起由光源、采樣附件和光纖光譜儀組成的模塊化測量系統(tǒng)。
光纖光譜儀的優(yōu)點在于系統(tǒng)的模塊化和靈活性。荷蘭 Avantes 公司的微小型光纖光譜儀的測量速度非???,使得它可以用于在線分析。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。
· 光學平臺設計
Avantes 公司的 AvaSpec 系列光譜儀采用對稱式 Czerny-Turner 光學平臺設計 , 焦距有 45mm , 50mm 和 75mm 三種 ( 如圖 1 所示 ) 。
圖1 AvaSpec光學平臺設計圖
信號光由一個標準的 SMA905 光纖接口進入光學平臺,先經一個球面鏡準直,然后由一塊平面光柵把該準直光色散,經由第二塊球面鏡聚焦,最后光譜的象就被投射到一塊一維線性探測器陣列上。
光學平臺內包括很多元件,使得用戶可以根據(jù)自己的應用選擇最合適的配置。這些元件的選擇對光譜儀的參數(shù)影響非常大,如衍射光柵、入射狹縫、消二級衍射效應濾光片和探測器鍍膜等。關于光譜儀的靈敏度、分辨率、帶寬以及雜散光等將在后面的章節(jié)中為您介紹。
轉載請注明出處。