光纖光譜儀的出現(xiàn)源于20世紀(jì)90年代微電子領(lǐng)域中多象元光學(xué)探測器(例如CCD,光電二極管陣列)制造技術(shù)迅猛發(fā)展,通常采用光纖作為信號耦合器件,將被測光耦合到光譜儀中進(jìn)行光譜分析。由于光纖的方便性,用戶可以非常靈活的搭建光譜采集系統(tǒng),實現(xiàn)測量系統(tǒng)的模塊化和靈活性。
選擇光譜儀的時候需要考慮的三大要素:
1、波長范圍
波長范圍是選擇光譜儀的首要指標(biāo)。它主要由光柵、探測器決定。波長范圍取決于光柵的起始波長和光柵線對數(shù)。波長越長則色散效應(yīng)越大,光柵覆蓋的波長范圍就越小。光柵線數(shù)越多,色散效果越好,光柵覆蓋的波長范圍越小。
2、光學(xué)分辨率
光譜儀的光學(xué)分辨率是光譜儀所能分辨開的最小波長差。它主要取決于光柵線數(shù)和入射狹縫寬度。光柵決定了不同波長在探測器上的色散程度。光柵線數(shù)越大色散程度越開,光學(xué)分辨率就越高。入射狹縫寬度決定狹縫在探測器陣列上所成像覆蓋的像元數(shù)。狹縫越寬,光學(xué)分辨率越小。
3、靈敏度
靈敏度主要入射狹縫、探測器有關(guān)。對于高靈敏度需要的應(yīng)用可以選擇100μm或者200μm的狹縫來增加入射光信號;可以選信噪比較高的2048像素高靈敏度CMOS探測器,也可以選擇制冷型背照式CCD探測器,通過增加積分來提高信號強(qiáng)度。
激光光譜儀是利用以激光為光源的光譜技術(shù)來工作的儀器。激光光譜儀利用激光作為光源,大大改善了原有的光譜技術(shù)在靈敏度和分辨率方面的不足。因為激光具有單色性好、亮度高、方向性強(qiáng)和相干性強(qiáng)等特點,是辨認(rèn)物質(zhì)及其所在體系的結(jié)構(gòu)、組成、狀態(tài)及其變化的理想光源。
目前,激光光譜儀廣泛應(yīng)用于與物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)等密切相關(guān)的研究領(lǐng)域中。
激光光譜儀的原理:是利用以激光為光源通過激光引起分子(或晶格)產(chǎn)生振動而損失(或獲得)部分能量,致使散射光頻率發(fā)生變化對散射光的分析,由于采用激光做光源,增加了拉曼信號的強(qiáng)度,增強(qiáng)了信號的的強(qiáng)度,成為分析物質(zhì)組分﹑結(jié)構(gòu),現(xiàn)代材料結(jié)構(gòu)分析的一種有效光譜分析手段。
由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等優(yōu)點,大大改善了原有的光譜技術(shù)在靈敏度和分辨率方面的不足。
廣泛應(yīng)用于物理﹑化學(xué)﹑生物醫(yī)學(xué)﹑材料科學(xué)﹑環(huán)境科學(xué)﹑石油化工﹑地質(zhì)藥物﹑食品﹑刑偵和珠寶等領(lǐng)域可進(jìn)行未知物的無損傷鑒定,特別適合于材料微結(jié)構(gòu)的研究該型拉曼系統(tǒng)還可以進(jìn)行樣品掃描和低溫分析,也可以用于材料的光致發(fā)光研究。他測試的優(yōu)點是可以對樣品進(jìn)行無損傷測試,這是一些電鏡類測試儀器所不及的。
激光同位素光譜儀進(jìn)行快速分析方法和高精度分析方法的記憶性誤差測試實驗,并與MAT253型同位素比質(zhì)譜儀的測試結(jié)果進(jìn)行精度對比,進(jìn)而驗證方法的可靠性。
結(jié)果表明:高精度分析方法的數(shù)據(jù)精度優(yōu)于快速分析方法,但兩者并無本質(zhì)差異;兩種方法所得δ~(18)O測試值與MAT 253測試值的平均偏差都在0.000 1%以下,所得δD測試值與MAT 253測試值的平均偏差分別為0.001 6%和0.000 6%,均符合測試精度要求。
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