光纖光譜儀的優(yōu)勢在于測量系統(tǒng)的模塊化和靈活性,可以用于在線分析。而且由于采用了低成本的通用探測器,降低了光譜儀的成本,從而也降低了整個測量系統(tǒng)的造價。光纖光譜儀基本配置包括包括一個光柵,一個狹縫,和一個探測器。
光纖光譜儀的性能可以用以下六個參數(shù)來體現(xiàn):
1.光譜覆蓋范圍:光信號能被光譜儀檢測到的波長范圍
2.光譜分辨率:能被光譜儀分辨開的最小的波長差值。
3.靈敏度:能被光譜儀檢測到的最小的光能量
4.動態(tài)范圍:可被光譜儀測量到的最大與最小光能量的比值
5.信噪比:光譜儀的信號能量水平與噪聲水平的比值
6.光譜獲取速度:在一定的入射光能量水平下,光譜儀產(chǎn)生可測量到的信號并獲得譜圖所需的時間
對于光纖光譜儀來說,這六個參數(shù)是密切相關(guān),互相影響的,掌握這這些參數(shù)就基本了解了光纖光譜儀的基本性能了。
光纖光譜儀原理的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)的模塊化和靈活性。美國海洋光學(xué)公司的微小型光纖光譜儀的測量速度非??欤沟盟梢杂糜谠诰€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(kuò)展了它的應(yīng)用領(lǐng)域。
系列光纖光譜儀采用微型光機(jī)平臺,尺寸只有名片大小,不僅方便攜帶,更能輕易地集成到各類光譜分析設(shè)備中。
光纖光譜儀原理優(yōu)化的光路結(jié)構(gòu):
采用交叉非對稱C-T光路結(jié)構(gòu),中間波長消除彗差;內(nèi)表平面抑制雜散光處理,消除了二級衍射的影響。
光纖光譜儀原理外部觸發(fā)功能:
光譜采樣包括四種觸發(fā)方式:正常模式,軟件觸發(fā)模式,同步觸發(fā)模式和外部硬件觸發(fā)模式。
對于光纖光譜儀而言,光譜范圍通常在200nm-2200nm之間。由于要求比較高的分辨率就很難得到較寬的光譜范圍;同時分辨率要求越高,其光通量就會偏少。對于較低分辨率和較寬光譜范圍的要求,300線/mm的光柵是通常的選擇。如果要求比較高的光譜分辨率,可以通過選擇3600線/mm的光柵,或者選擇更多像素分辨率的探測器來實(shí)現(xiàn)。較窄的狹縫可以提高分辨率,但光通量較小。
另一方面,較寬的狹縫可以增加靈敏度,但會損失掉分辨率。在不同的應(yīng)用要求中,選擇合適的狹縫寬度以便優(yōu)化整個試驗(yàn)結(jié)果。探測器在某些方面決定了光纖光譜儀的分辨率和靈敏度,探測器上的光敏感區(qū)原則上是有限的,它被劃分為許多小像素用于高分辨率或劃分為較少但較大的像素用于高敏感度。通常背感光的CCD探測器靈敏度要更好一些,因此可以某個程度在不靈敏度的情況下獲得更好的分辨率。