如何选配微型光纤光谱仪

合集下载

微型光纤光谱仪的波长定标分析

微型光纤光谱仪的波长定标分析武传龙;冯国英;韩旭;姜海涛;欧群飞;王建军;李密【摘要】为了提高光纤光谱仪的测量精度,采用标准汞氩灯谱线和最小二乘法的3阶线性拟合,取得了完整的波长定标方案.结果表明,算术平均误差小于0.167nm,标准差小于0.217nm,波长与像素的拟合相关程度较高;定标后波长不确定度优于0.11nm,误差小于0.15nm,波长重复性可达0.01nm.这一结果对提高光谱仪实际应用中的测量精度是非常有益的.%In order to improve the measurement accuracy of the miniature fiber spectrometer, a complete calibration scheme was obtained based on the standard emission spectrum of mercury and argon lamp and three-order linear fitting of the least squares. Calibration results show that the arithmetic mean error is less than 0.167nm, standard deviation is less than 0. 217nm and the fitting related degree is high. Test results show that after calibration the wavelength uncertainty is better than the 0. 11nm, the error is less than 0. 15nm, and the wavelength repeatability can reach 0.01nm. This result is beneficial for improving the measurement precision of spectrometers in the practical applications.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】4页(P682-685)【关键词】光谱学;波长定标;最小二乘;光纤光谱仪【作者】武传龙;冯国英;韩旭;姜海涛;欧群飞;王建军;李密【作者单位】四川大学电子信息学院,成都610064;四川大学电子信息学院,成都610064;四川大学电子信息学院,成都610064;四川大学电子信息学院,成都610064;四川大学电子信息学院,成都610064;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TH744.1引言近年来，伴随着光纤技术、电荷耦合器件CCD及个人数字助理阵列器件和计算机技术的迅速发展，微型光纤光谱仪成为现代光谱测量中的核心元件[1-3]。

便携式光纤光谱烟气分析仪的研制

重要方向．２。目前国内国际市场上的便携式烟气分析仪器Ｊ的主导产品都是以电化学传感器为主进行烟气成份分析的仪器Ｊ。每个传感器只能测量烟气中的一种化学成份，如果需要测量６种成份就需要６个传感器。化学电池原理导致了系统
ｍｅｔｎｎｅｎｔｎｌｍｉｒ・ｐｃｏｔｒｄｖｌｐｎｔｔｓａｄｔｎｔｉｐｐｒｐｐｓｄｅｅｄｄｓｓｅａｐｉｄｉｅｍｉｓｉａｄｉｔｒａｉａｃｏｓｅｔｍｅｅｅｅｏｍｅｔａｕｎｒｄ，ｈｓａｅｒｏｅｍｂｄｅｙｔｍｐｌｔ — ｃｏｒｓｅｏｅｎｈＣ —ｐｃｒｍｅｅｏｅｎｅｐｃａｎｉｎｎ，ｕｈａｌｂｔｅｅｄＡｔｒｔｅｏｅａｌｓｒｃｕｅｏｍｂｄｅｃ —ｐｃｏｒｓｅｔｏｔｒｆｒｔｅｄｏｓｅｉｅｖｒｍｅｔｓｃｓｗｉｈｆｌｏｄ，ａｔｆｌ．ｆｅｖｒｔｔｒｆｅｅｄｄｍｉｒｓｅ・ｌｉｈｌｕｏｔｏｔｒＷａｄ，ｉｎｌｃｕｓｔｎｃｒｕｔａｄｒｃｓｉｇｃｒｕｔｂｅｎＡＲＭｅｅｄｓｇｅｏｐｃｏｔｒｈｒｗａｅｏｍ— ｒｍｅｅｓｍａｅｓａｑｉｉｏｉｃｉｎｐｏｅｓｎｉｃｉａｄｏｇａｉｓｗｒｅｉｎｄｆｒｓｅｔｍｅｅ，ａｄｒｆｅｒｂｄｅｃｏｓｅｔｍｅｅｓｎｓｅｏｅａｉｇｓｓｅｎｌｙｔｍｅｅｅｔｂｉｈｄｆｒｒｖｄｎｄａｔｇｓｆｒｅｐｏｔｔｎｅｄｄｍｉｒ — ｐｃｒｏｔｒｗａｉｈｄ，ｐｒｔｙｔｍｓａｄｆｅｓｓｅｗｒｓａｌｅｏｉｉｇａｖｎａｅｘｌｉｉｉｆｎｉｓｏｐｏａｏ

avantes光谱仪使用说明书

avantes光谱仪使用说明书光谱分析法是以测定物质发射或吸取的电磁辐射的波长和强度为基础建立起来的一类分析方法。

应用领域特别广泛，随着光谱分析学在化学分析、食品质量监控、医药学等领域的快速进展，如何实现快速精准便捷的光谱测量成为人们普遍挂念的问题。

本文以荷兰Avantes公司生产的微型光纤光谱仪为例，介绍微型光纤光谱仪在紫外可见吸取测量中的应用。

1. 引言光谱分析是一种特别成熟的分析方法，在化学分析、环境学检测、气体色谱学、光学镜片吸取和透过率测量、食品检测、生物化学、生命科学、医学和制药业等诸多应用领域应用特别广泛, 几乎涉及到无机分析的全部领域, 在有机分析中也占有确定比重, 并呈渐渐上升之势。

传统的分光光度计由于其价格昂贵、体积大、操作多而杂、需要专人维护、测量速度慢等缺点，使其一直只能在试验室中应用。

而随着微电子领域中的多像元光学探测器和光纤技术的迅猛进展，使生产低成本光谱仪成为可能。

新一代的微型光纤光谱仪具有低成本、高辨别率、便携和高速测量等优点，可以很便利的应用在在线检测和试验室测量中。

下面我们以荷兰Avantes 公司的微型光纤光谱仪Avantes2048为例，介绍微型光纤光谱仪在紫外可见吸取测量中的应用。

2. Avantes2048型光谱仪2.1 仪器原理荷兰Avantes 公司的AvaSpec2048型光谱仪，接受对称式光路设计，焦距75mm，包括光纤接头（标准SMA接口，也可以选择其它类型的接口）、准直镜、衍射光栅、聚焦镜和Sony ILX554B型2048像素线阵CCD 探测器，波长范围2023100nm，最高辨别率0.04nm，供应USB1.1 或USB2.0 接口、RS232接口和I/O数字/模拟接口。

2.2 功能及特点2.2.1 对称式光路设计，在更宽光谱范围具有更高辨别率2.2.2 体积小巧，只有手掌大小2.2.3 即插即用，无需手动设置2.2.4 温度稳定性好，热漂移小AvaSpec2048型光谱仪的光学元件和底板间接受无应力装配，出厂前经过特别工序处理，因此环境温度对光谱仪影响微小，环境温度每变化1℃仅漂移0.1 个象元。

光纤光谱仪操作流程

光纤光谱仪操作流程光纤光谱仪是一种常用的科学仪器，广泛应用于光谱分析、材料表征、生物医学等领域。

本文将介绍光纤光谱仪的操作流程，帮助读者了解如何正确使用该仪器。

一、准备工作在操作光纤光谱仪之前，需要进行一些准备工作，以确保仪器正常工作：1. 确保仪器和电源连接良好，并打开电源开关。

2. 检查仪器所需的软件是否已经安装，并确保其与仪器的连接稳定。

3. 检查所使用的光纤连接线是否完好，并保证连接端口无灰尘或污物。

二、仪器校准在使用光纤光谱仪之前，需要进行校准步骤，以确保测量结果的准确性：1. 打开光纤光谱仪的软件，并选择校准功能。

2. 将参考样品连接到光纤连接端口，并调整光谱仪的相关参数，如积分时间、增益等。

3. 点击开始校准按钮，等待校准过程完成。

校准时间根据仪器型号和样品种类而定，需耐心等候。

4. 校准完成后，保存校准参数，以备后续使用。

三、样品测量完成校准后，即可进行样品的光谱测量。

以下是样品测量的操作步骤：1. 将待测样品与光纤连接，确保连接稳定，并避免在测量过程中移动样品。

2. 打开软件，选择测量功能，并调整测量参数，如积分时间、光源功率等。

3. 点击开始测量按钮，仪器会自动采集并记录样品的光谱数据。

4. 待测量结束后，可以保存测量结果，并进行进一步的数据分析与处理。

四、数据分析获取光谱数据后，可以进行一系列的数据分析和处理，以获得所需的结果和结论。

以下是一些常见的数据分析方法：1. 光谱拟合：根据测量的光谱数据，使用适当的拟合算法进行拟合，以获得样品的光谱特征。

2. 谱峰分析：通过对光谱数据进行峰值分析，可以确定样品中存在的特定成分或杂质。

3. 光谱比较：将待测样品的光谱与已知标准样品进行比较，可以判断样品的相似性或差异性。

4. 数据处理：对光谱数据进行滤波、平滑处理，以提高数据质量和清晰度。

五、仪器维护在使用光纤光谱仪完成实验后，需要进行相应的仪器维护工作，以保证仪器的正常运行和寿命：1. 关闭光纤光谱仪的电源开关，并进行必要的清洁工作，如擦拭仪器表面、清理光纤连接端口等。

光纤光谱仪的六个参数性能

光纤光谱仪的六个参数性能光纤光谱仪是一种用于测试光学信号的仪器，广泛应用于光学通信、光学传感、光谱分析等领域。

它可以高效地将光信号转化为光谱信号，并且具有高分辨率、高灵敏度、高稳定性等优点。

下面将介绍光纤光谱仪的六个参数性能。

1. 分辨率：分辨率是光纤光谱仪的一个重要性能指标。

它反映了仪器在测量过程中对光信号进行分离的能力。

分辨率越高，就能够更准确地分辨出信号的波长差异。

光纤光谱仪的分辨率通常用波长间隔或波长分辨率表示，单位为纳米（nm）。

光纤光谱仪的分辨率可以通过光栅的线数、光栅的隔板宽度等因素来决定。

2.灵敏度：灵敏度是光纤光谱仪的另一个重要性能指标。

它反映了仪器对来自光信号的弱能量的检测能力。

灵敏度越高，仪器就能够检测到更弱的光信号。

光纤光谱仪的灵敏度通常用功率来表示，单位为瓦（W）或微瓦（μW）。

提高灵敏度的方法包括增加光通量、降低噪声等。

3.动态范围：动态范围是光纤光谱仪的又一个重要性能指标。

它反映了仪器在测量过程中能够测量的最大和最小信号强度之间的比值。

动态范围越大，仪器就能够测量到更强和更弱的信号。

光纤光谱仪的动态范围通常用分贝（dB）来表示。

提高动态范围的方法包括增加光电转换器的灵敏度、增加光电转换器的最大音频信号等。

4.稳定性：稳定性是光纤光谱仪的另一个重要性能指标。

它反映了仪器在不同环境条件下的输出稳定性。

稳定性越高，仪器的输出就越稳定，测量结果就越可靠。

光纤光谱仪的稳定性可以通过温度、湿度、振动等外界环境因素来评估。

5.响应时间：响应时间是光纤光谱仪的重要性能指标之一、它反映了仪器对光信号的快速响应能力。

响应时间越短，仪器就能够更快地对光信号变化作出响应。

光纤光谱仪的响应时间可以通过光电转换器的响应速度来评估。

6. 可调波长范围：可调波长范围是光纤光谱仪的又一个重要性能指标。

它反映了仪器可以测量的波长范围。

可调波长范围越宽，仪器就能够测量更广泛的波长范围。

光纤光谱仪的可调波长范围通常用纳米（nm）来表示。

AVANTES 微小型光纤光谱仪

Doc respons/Approved- Checker- Date Rev1.1 File 1.0AVANTES 微小型光纤光谱仪光谱学是测量紫外、可见、近红外、红外波段光强度的一种技术。

光谱测量的应用范围非常广泛，如颜色测量、化学成份的浓度测量、电磁辐射分析。

光谱仪器一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器。

在单色仪中还要加上出射狭缝，让整个光谱中一个很窄的部分照射到单象元探测器上。

单色仪中的入射和出射狭缝往往位置固定而宽度可调，通过旋转光栅来对整个光谱进行扫描。

在九十年代，微电子领域中的多象元光学探测器迅猛发展，如CCD阵列、光电二极管阵列等，使生产低成本扫描仪和CCD相机成为可能。

荷兰Avantes的光谱仪使用了同样的CCD和光电二极管阵列探测器，可以对整个光谱进行快速扫描而不必移动光栅。

由于通信技术对光纤的需求大大增长，从而开发了低损耗的石英光纤。

该光纤同样可以用于光谱仪中，把样品产生的信号光传导到光谱仪的光学平台中。

由于光纤的耦合非常容易，所以很方便地搭建起由光源、取样附件和光纤光谱仪组成的测量系统。

光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。

荷兰Avantes公司的微小型光纤光谱仪的测量速度非常快，使得它可以用于在线分析。

而且由于它选用低成本的通用探测器，所以光谱仪的成本也大大降低，从而大大扩展了它的应用领域。

・光学平台设计该公司的AvaSpec系列光谱仪采用对称式Czerny-Turner光学平台设计，焦距有45mm和75mm两种。

信号光由一个标准的SMA905接口进入光学平台，经一个球面镜准直，然后由一块平面光栅分光，经由第二块球面镜聚焦到一块一维线性探测器阵列上。

图1 AvaSpec光学平台设计图光学平台内包括很多元件，可以根据不同的应用选择不同的配置。

这些元件的选择对光谱仪的参数影响非常大，如衍射光栅、入射狭缝、消二级衍射效应滤光片和探测器镀膜等。

光纤光谱仪使用方法说明书

光纤光谱仪使用方法说明书一、光纤光谱仪简介光纤光谱仪是一种用于测量光波长和光强度的仪器。

它利用光纤传输光信号，并通过光谱分析技术进行测量和分析。

本说明书将为用户提供光纤光谱仪的使用方法及注意事项。

二、光纤光谱仪使用步骤1. 连接光纤传输线a. 首先，确保光纤光谱仪和光纤传输线之间的接口干净，无尘和无损伤。

b. 将一端的光纤传输线插入光纤光谱仪的接口，确保插入牢固。

c. 将另一端的光纤传输线插入待测样品或光源的接口。

2. 设置光谱仪参数a. 打开光纤光谱仪电源，并等待其初始化。

b. 使用仪器提供的光谱软件或界面，设置光谱仪的参数，包括光谱范围、积分时间等。

c. 确保所设置的参数符合实际需求。

3. 获取光谱数据a. 点击软件或界面上的“获取数据”按钮，光纤光谱仪将开始测量待测样品或光源的光谱数据。

b. 确保待测样品或光源保持稳定，以获得准确的光谱数据。

c. 等待测量完成后，保存光谱数据至指定位置。

4. 分析和处理数据a. 使用光谱分析软件进行数据处理和分析，如峰值识别、波长测量等。

b. 按照实际需求，获取所需的光谱特征参数，并记录或导出数据。

5. 关闭光纤光谱仪a. 使用软件或界面上的“关闭”按钮，停止光纤光谱仪的工作。

b. 断开光纤传输线并小心存放，避免弯曲或损伤。

三、注意事项1. 在使用光纤光谱仪之前，确保读取并理解光谱仪的使用手册，并遵守其中的操作规范。

2. 在连接光纤传输线时要小心操作，避免过度弯曲或拉扯光纤，以免影响测量结果。

3. 在测量光谱数据时，注意待测样品或光源的稳定性，确保测量结果的准确性。

4. 光纤光谱仪在测量过程中可能会产生热量，请确保在通风良好的环境中使用，避免仪器过热影响使用寿命。

5. 定期清洁光纤光谱仪的接口和光纤传输线，以保持仪器的正常工作状态。

6. 如遇到故障或异常情况，请立即停止使用，并联系售后技术支持或维修人员进行处理。

四、总结光纤光谱仪是一种用于测量光波长和光强度的仪器，通过本说明书用户可了解到光纤光谱仪的使用步骤和注意事项。

微型CCD光谱仪器的光学结构设计

微型CCD光谱仪器的光学结构设计CCD光谱仪器是一种常见的光学测量设备，广泛用于光学实验、光谱分析、色彩测量等领域。

它主要由光学系统、CCD探测系统和光谱分析系统组成。

本文将详细介绍微型CCD光谱仪器的光学结构设计。

一、光学系统光学系统是CCD光谱仪器的核心部分，主要负责光的收集、聚焦和分散。

光学系统一般由准直系统、色散系统和聚焦系统组成。

1.准直系统准直系统主要用于调整入射光的方向和角度，使其与色散系统和CCD 探测器的光轴保持一致。

准直系统通常包括准直镜、透镜和光纤等元件。

其中准直镜的选取要考虑到光谱仪器的有效波长范围和分辨率等因素。

2.色散系统色散系统是光学系统中的重要组成部分，主要负责将不同波长的光线分散开来，形成光谱。

常用的色散器件包括光栅和棱镜。

光栅的选择要考虑到分辨率、光谱范围和光效等因素。

色散系统通常由一个或多个光栅和聚焦透镜组成。

3.聚焦系统聚焦系统主要用于将分散的光线重新聚焦到CCD探测器上。

聚焦系统通常由透镜组成，根据需求可以选择单透镜或多透镜组合。

透镜的选取要考虑到焦距、光学畸变和传输效率等因素。

此外，聚焦系统还需要考虑光斑的均匀性和稳定性问题。

二、CCD探测器CCD探测器是CCD光谱仪器中的核心部分，负责将聚焦后的光线转换为电信号，再经过处理得到光谱数据。

CCD探测器主要由CCD芯片、读出电路和冷却系统组成。

D芯片CCD芯片是CCD探测器的核心组成部分，负责将光线转换成电荷，并将电荷转换成电压信号输出。

选取CCD芯片时需要考虑像素数、噪声水平、动态范围和响应速度等因素。

2.读出电路读出电路主要负责将CCD芯片产生的电压信号放大并转换为数字信号。

读出电路的设计要考虑到信噪比、动态范围和精度等因素。

3.冷却系统CCD探测器在工作过程中会产生大量热量，影响其性能。

因此，冷却系统是必不可少的。

冷却系统主要负责降低CCD芯片的温度，减少暗电流和噪声。

常见的冷却方式包括环境温度降低、Peltier效应和液氮制冷等。

微型光纤光谱仪的研制及性能测试

收稿日期:2006-05-24.　基金项目:国家“863”计划项目(2004AA404023);重庆市科委项目(2005CF2002).光电技术应用微型光纤光谱仪的研制及性能测试张　波,温志渝(重庆大学微系统研究中心光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400044)摘　要:　研制了一种微型光纤光谱仪,介绍了其基本原理及结构,用微型光纤光谱仪对汞灯特征谱线进行了实验测试,通过对测试结果的分析得到了该型光谱仪的主要性能参数。

实验表明,该微型光纤光谱仪的波长准确度小于1nm ,在采用芯径为50μm 的多模光纤时,光谱带宽可以达到1.31nm 。

关键词:　分析仪器;光谱分析;光谱中图分类号:TN29　文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2007)01-0147-04Development and Performance T est of a Micro Fiber SpectrometerZHAN G Bo ,WEN Zhi 2yu(K ey Laboratory for Optoelectronic T echnology &Systems of Ministry of Education ,Micro 2System R esearch Center ,Chongqing U niversity ,Chongqing 400044,CHN )Abstract :　A new type of micro fiber spectrometer is int roduced.The basic principle and st ruct ure of t he fiber spectrometer are described.During t he experiment ,Hg lamp is used as light source ,who se spect rum is checked and recorded.After calculation and analysis of t he testing data ,t he main performance indexes of t he fiber spect rometer are identified.From t he testing result ,t he wavelengt h accuracy of t he micro fiber spectrometer is smaller t han 1nm.When t he core diameter of fiber is 50μm ,t he spect rum band widt h can reach 1.31nm.K ey w ords :　analytical inst rument ;spect rum analysis ;spectrum1　引言光谱仪器是光学仪器的重要组成部分。

光纤光谱仪参数

预热时间：*
10分钟
光输出稳定性：
0.25%（峰间）
光输出漂移：
<0.3%每小时
工作温度：
5 °C – 35 °C
工作湿度：
40°C下为5-95%无冷凝
安全与规范：
CE; ROHS, WEEE
替代灯泡：
灯泡可更换
600 lines/mm, set to 200-850 nm (blazed at 300 nm)
狭缝：
25 µm
探测器聚焦透镜：
有
定制滤光片：
有
光学分辨率：
不低于1.5-2.3 nm FWHM
杂散光：
<0.05% at 600 nm; <0.10% at 435 nm; <10% at 250 nm
光纤连接器：
SMA 905 - 0.22数值孔径单股光纤
配套光源参数：
光源类型：
高功率卤钨灯
波长范围：
包含360-2400 nm
色温：
3,000 K
标称灯泡功率：
不低于20W
典型输出功率：
不低于8.8 mW
光源寿命：
不低于1,000小时
触发器/快门输入信号：
TTL；2.5赫兹
触发器/快门连接：
SUB-D-15pin
光纤光谱仪参数
波长范围：
包含200-850 nm
积分时间：
至少可支持3.8毫秒- 10秒范围
动态范围：
不小于3.4 x 10^6 (system); 1300:1 for a single acq:1 (full signal)
暗噪声：
50 RMS counts
光栅：

微型光纤光谱仪工作原理

微型光纤光谱仪工作原理
微型光纤光谱仪是一种利用光的干涉和衍射原理，对光进行分光和检测的设备。

它主要由光源、光纤、光谱仪和数据处理系统四部分组成。

首先，光源是光谱仪的核心部分，它可以发出各种波长的光。

这些光通过光纤传输到光谱仪中。

光纤是一种透明的玻璃或塑料制成的细长线，它可以将光从一个地方传输到另一个地方，而不会损失光的能量。

当光通过光纤传输到光谱仪时，它会进入一个叫做光栅的部分。

光栅是由一系列平行的、等间距的线条组成的，这些线条可以改变光的传播方向。

当光通过光栅时，不同波长的光会被反射到不同的角度，这就是光的衍射现象。

然后，这些被反射的光会进入一个叫做光电探测器的部分。

光电探测器可以将光的能量转化为电信号。

不同的波长的光会被转化为不同强度的电信号，这就是光的干涉现象。

最后，这些电信号会被送入数据处理系统进行处理。

数据处理系统可以根据电信号的强度和频率，计算出光的波长和强度，从而得到光的光谱信息。

微型光纤光谱仪的工作原理就是通过光源发出光，通过光纤传输光，通过光栅改变光的传播方向，通过光电探测器将光的能
量转化为电信号，最后通过数据处理系统得到光的光谱信息。

微型光纤光谱仪具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点，广泛应用于环境监测、生物医学、化学分析、材料科学等领域。

例如，在环境监测中，可以通过测量水样中的光谱信息，来分析水质的好坏；在生物医学中，可以通过测量血液样品中的光谱信息，来诊断疾病；在化学分析中，可以通过测量样品中的光谱信息，来确定样品的成分等。

光纤光谱仪技术参数和要求

光纤光谱仪技术参数和要求
波长范围：600 to 1700nm
适用光纤：单模光纤(10/125mm)、多模光纤(50/125mm & 62.5/125mm)
波长精度：± 0.02nm (1520-1580nm)、± 0.04nm（1450~1520nm，1580~1620nm）、
± 0.1nm (全波段)
波长线性度：± 0.01nm (1520-1580nm)，± 0.02nm (1450~1520nm，1580~1620nm)
测量数据点：101~50001
波长分辨率设置：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0nm
分辨率精度：±5%（1450~1620nm）
动态范围：≥70dB(距峰值±0.2nm处)
光纤接口：通用光接口(FC/SC/ST)
数据存储：64条曲线、64个程序、3条模板线，128M内存，可外接U盘或存储硬盘
数据接口：GPIB、RS232和以太网（TCP/IP），2个USB接口，PS/2键盘接口，SVGA视频输出接口，模拟输出端口，触发输入/输出端口。

校准：自带内置光源的光轴调整功能、自带波长校准功能。

服务要求：
报免税价，报价含所有费用（由甲方指定进口代理，4000元进口代理费含在报价中）。

质保期：三年，24小时响应及现场服务。

培训：终身免费服务，包括光谱仪使用培训、技术支持、每年2次现场维护。

AvaSpec系列微小型光纤光谱仪介绍 (2)

ＡｖａＳｐｅｃ系列微小型光纤光谱仪介绍张志伟（北京爱万提斯科技有限公司北京１０００１６）微型光纤光谱仪使用ＣＣＤ、ＣＭＯＳ和光电二极管阵列探测器，可以对整个光谱进行快速扫描而不必移动光栅，用石英光纤把样品产生的信号光传导到光谱仪的光学平台中。

由于光纤耦合易于实现，可以很方便地搭建起由光源、取样附件和光纤光谱仪组成的测量系统。

微小型光纤光谱仪具有许多大型光谱仪所不具备的优点，如重量轻、体积小、探测速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光谱仪一样微型光谱仪有着巨大的应用市场，可以应用在实验室物理化学分析、临床医学检验、工业过程监控、航空航天遥感等领域，因而引起了人们广泛的兴趣。

１光学平台设计ＡｖａＳｐｅｃ光纤光谱仪系列采用对称式Ｃｚｅｒｎｙ－Ｔｕｒｎｅｒ光学平台设计，可以在更宽的谱段范围内实现更高的光学分辨率，更容易地消除杂散光，而且在近红外谱段有更好的色散效应等。

光谱仪的焦距有４５ｍｍ或７５ｍｍ两种。

信号光由光纤传导并经一个标准的ＳＭＡ９０５接口进入光学平台，经一个球面镜准直，然后由一块平面光栅分光，经由第二块球面镜聚焦到一个一维线性探测器阵列上。

图１　光谱仪光学平台设计图２微型光纤光谱仪的特性波长范围是决定光栅型号的首先要考虑的重要参数。

当需要较宽的波长范围，可使用３００　线／ｍｍ或者６００　线／ｍｍ光栅；如果需要很高的光学分辨率，可选择１２００线／ｍｍ或者更高线对数的光栅（Ｃ．Ｄ．Ｅ或Ｆ型）、窄狭逢或深紫外增强型２０４８或者３６４８像素ＣＣＤ探测器。

对于紫外波段的应用，可选用２５６／１０２４像素的ＣＭＯＳ探测器或者深紫外增强型２０４８或者３６４８像素ＣＣＤ探测器。

在近红外区域，可以选择不同型号的ＩｎＧａＡｓ探测器。

ＣＭＯＳ　探测器则拥有最高的信噪比。

通过把多幅光谱图进行平均也可以提高信噪比。

荧光和拉曼等需要高灵敏度的光谱仪可选用２０４８像素ＣＣＤ探测器的光纤光谱仪、ＤＣＬ－ＵＶ／ＶＩＳ探测器灵敏度增强透镜、较宽的狭缝（１００微米或者更宽）或者不安装狭缝。

拉曼光谱仪选型指南

拉曼光谱仪选型指南拉曼光谱仪是一种利用拉曼散射光谱技术进行分析的科学仪器。

它能够分析物质的分子结构和化学成分。

在科研领域和生产领域都有广泛的应用。

选购一台适合自己使用需求的拉曼光谱仪非常重要，下面将介绍一些选型时需要考虑的因素。

仪器参数分辨率分辨率是指一个仪器能够分辨出两个很接近的峰值的能力。

在拉曼光谱仪中，分辨率是指仪器能够分辨出来的最小峰值的宽度。

一般来说，分辨率越高，仪器对光谱的拟合度越高，精度越高。

但是分辨率越高，价格也越高。

需要根据实际需求来选择合适的分辨率。

测量范围测量范围是指拉曼光谱仪能够测量的样品浓度的范围。

一般来说，测量范围越宽，仪器使用范围就越广泛。

但是测量范围越宽，仪器的灵敏度也会相应降低。

激光功率激光功率是指拉曼光谱仪所使用的激光的功率大小。

一般来说，激光功率越大，仪器的光谱信号就越强，检测灵敏度也会相应提高。

其他因素样品处理要求不同的样品可能需要不同的处理方式。

例如，有些样品需要加热后才能够进行测量，有些样品需要放置一段时间后才能够进行测量。

因此，在选购拉曼光谱仪时，需要考虑到自己实验的样品处理要求。

易用性不同的拉曼光谱仪采用的操作界面和操作方法也不同，一些易用性强的操作界面可以让使用者更快的上手并且进行相关操作。

价格拉曼光谱仪的价格从几万到几百万不等，多是根据其参数而决定的。

购买力度请根据自己实验的实际需求来决定。

不同型号的拉曼光谱仪适用场合便携式拉曼光谱仪便携式拉曼光谱仪通常具有体积小、重量轻、便于携带、易于操作以及不需外部电源等特点，适用于场所有限，需要快速测量的实验环境。

例如，在地质勘探、食品行业、文物保护、医疗检测等领域都有广泛的应用。

普通台式拉曼光谱仪普通台式拉曼光谱仪通常可以应用于实验室中的常规检测和分析，适用于学校、研究院所、企业研发中心等场合。

具有对于单个样品的检测和多个样品的同时检测的能力，并且针对样品的特点可以定制自己实验所需的样品stage。

高端台式拉曼光谱仪高端台式拉曼光谱仪具有高精度、高分辨率、高灵敏度的特点，可用于高精度实验和分析。

光谱仪狭缝宽度的选择原则

光谱仪狭缝宽度的选择原则
光谱仪狭缝宽度的选择原则主要有以下几点：
1. 实验条件：狭缝宽度的选择应首先考虑实验条件，包括光源的稳定性、探测器的响应速度、光谱范围以及分辨率要求等。

对于高分辨率和高灵敏度的测量，需要选择较窄的狭缝宽度。

2. 信噪比：在实验条件允许的情况下，应根据信号强度和背景噪声水平选择合适的狭缝宽度。

较窄的狭缝可以减小背景噪声，提高信噪比，但同时也会降低光通量，可能导致积分时间延长。

3. 光通量：对于某些需要快速测量的应用，如时间分辨光谱，需要选择较大的狭缝宽度以增加光通量，缩短积分时间。

4. 对比度：狭缝宽度应足以在所需光谱范围内提供足够的对比度。

对于低对比度的样品，需要选择较窄的狭缝以增加对比度。

5. 稳定性：对于需要长时间积分测量的光谱，应选择稳定的狭缝材料和设计，以减少狭缝宽度随时间的变化。

6. 仪器性能：实际选择的狭缝宽度还应考虑光谱仪的性能，如探测器的动态范围、积分放大器的线性范围以及电子控制系统的稳定性等。

综上所述，光谱仪狭缝宽度的选择原则需要考虑实验条件、信噪比、光通量、对比度、稳定性和仪器性能等多个因素。

根据具体情况进行综合权衡，选择最合适的狭缝宽度以获得最佳的光谱测量结果。

1。

光纤光谱仪性能的三个影响因素光纤光谱仪常见问题解决方法

光纤光谱仪性能的三个影响因素光纤光谱仪常见问题解决方法光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种技术。

光谱测量被广泛应用于多种领域，如颜色测量、化学成份的浓度检测或电磁辐射分析等。

光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和快捷性。

美国海洋光学公司的微小型光纤光谱仪的测量速度特别快，使得它可以用于在线分析。

而且由于它选用低成本的通用探测器，所以光谱仪的成本也大大降低，从而大大扩展了它的应用领域。

光纤光谱仪性能的三个影响因素介绍：1、狭缝狭缝的大小会影响到通光量，通光量大，光谱范围也会随之增大，狭缝较小，通光量随之削减，那么光谱范围也会削减。

狭缝可以加添设备的灵敏度，但会损失掉辨别率。

不同的应用领域对狭缝宽度的要求不同，选择合适的宽度可以优化整个试验结果。

狭缝参数的更改会对光谱仪的性能造成很大的影响，我们在使用时要选择合适的宽度，以免对讨论的结果造成影响。

2、光学辨别率光纤光谱仪的性能紧要是由光谱范围、光学辨别率和灵敏度来决议。

正常的光谱范围通常在200nm—2200nm之间。

辨别率和光谱范围成反比，也就是说辨别率越高设备的光谱范围越广。

相反，辨别率要求越高，其光通量就会偏少。

这两项参数的更改会严重的影响到设备的观测效果。

3、滤光片光纤光谱仪接受滤光片可以降低多级衍射的干扰。

光谱仪是在出厂时就已经将滤光片安装就位。

同时还在滤光片上镀膜，这层墨还具有抗反射的功能，相应的提高系统的信噪比。

假如没有安装滤光片的话，会严重影响到设备的察看水平。

光纤光谱仪的实在功能都了解吗光纤光谱仪随着光谱行业的快速进展，它在国内越来越得到认可，其产品性能和质量方面跟国外产品相比几乎差不多。

光纤光谱仪体积小、操作简单，非专业检测人员能快速把握操作方法，测定时间短，只需数秒就能完成样品的检测，同时不需多而杂的前处理，因此可广泛应用于食品安全现场检测。

光纤光谱仪由于其检测精度高、速度快等优点，已成为光谱测量学中使用的紧要测量仪器被广泛应用于农业、生物、化学、地质、食品安全、色度计算、环境检测、医药卫生、LED检测、半导体工业、石油化工等领域。

小型光纤光谱仪的研制

小型光纤光谱仪的研制于爱华;高鸿亮【摘要】通过ZEMAX光路优化设计,采用CPLD和USB接口技术以实现CCD高速驱动和数据传输.该系统使用光纤束进行导光、平面衍射光栅对采集到的光分光后,由线阵CCD进行光电转换；并利用相关双采样技术,获得相应光强分布数据,再利用最小二乘法对光谱仪进行标定.研究结果表明该光谱仪波长准确度优于1 nm,波长重复误差小于0.2 nm.【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2012(024)006【总页数】5页(P439-443)【关键词】小型光纤光谱仪;光学设计;电学设计;相关双采样;标定;数据分析【作者】于爱华;高鸿亮【作者单位】浙江科技学院自动化与电气工程学院,杭州310023;浙江科技学院自动化与电气工程学院,杭州310023【正文语种】中文【中图分类】TH744.1传统光谱仪由于其体积大、价格昂贵，以及对工作环境要求苛刻和难以实现实时监控等缺点，以致限制了其使用范围。

小型光纤光谱仪虽然分辨率有所下降，但是由于其体积小、成本低、使用灵活等特点，却广泛应用于食品检测、半导体、LED测试、医疗、生物、航天、环境监测等众多科研和生产领域。

目前微小型光谱仪的实现可以应用多种技术，如细微加工、应用二元光学、集成光学波导等制造技术。

其工作模式主要有利用新型滤光技术、调制技术、二元光学、集成光学波导、光栅技术等。

从目前发展现状来看，国外已有部分小型光纤光谱仪的产品，但价格昂贵；国内各类小型光纤光谱仪性能较低，还处于研制阶段。

由于制作工艺因素及光纤传导技术的发展，实用化的小型光纤光谱仪大都是无透镜系统并且和光纤探头联合使用，可以很方便地搭建起由光源、采样附件和光纤光谱仪组成的模块化测量系统。

因此，对采用光纤传导信号光的小型光纤光谱仪的研制，可以拓展光谱仪的应用范围，使之能更灵活方便地在不同的环境下使用，提高其实时监控能力，有广泛的市场潜力和科学意义［1］。

1 小型光纤光谱仪的光学设计1.1 测量原理光纤光谱仪是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种设备。

光谱仪的关键性能指标

光谱仪的关键性能指标概述光谱仪是一种用于测量物体光谱分布的仪器。

它可以将物体发出的光按照不同波长分解并进行分析，从而得到物体的光谱信息。

光谱仪在科学研究、工业生产、农业、医学等领域都有着广泛的应用。

在选择光谱仪时，需要考虑多种性能指标，以下将介绍几种光谱仪的关键性能指标。

分辨率分辨率是评价光谱仪测量能力的重要指标之一。

它表示光谱仪在测量过程中，能够区分两个非常接近波长的光线的能力。

在光谱仪中，分辨率的大小与光栅常数有关，通常用数值大小或单位长度的测量值来表示。

若分辨率值越大，代表光谱仪越容易区分两个相近波长的光线，反之则越难区分。

灵敏度在光谱仪中，灵敏度是指光谱峰的强度与入射光亮度之比。

灵敏度是决定光谱仪检测能力的重要指标之一，它不仅与光谱仪的光谱分辨率有关，还与检测器的性能有关。

通常来说，灵敏度值越高代表光谱仪能够检测到越小的信号，检测的精度也越高。

峰宽光谱仪中的峰宽是指在光谱曲线上的峰形宽度。

在实际应用过程中，光源的发光线宽度和光栅的分辨率大小都会对峰宽产生影响。

通常来说，峰宽越小，代表测得的信号精度越高，可检测的信号范围越宽。

波长精度和波长重复性波长精度和波长重复性是光谱仪的两个重要性能指标。

波长精度是指在测量过程中，实际测得波长与实际波长之间的偏差程度。

波长重复性是指在多次测量中，所测得波长值的方差大小。

在光谱测量中，波长精度和波长重复性都对分析结果的可靠性和准确性有着重要的影响。

信噪比光谱仪的信噪比是指在信号与噪声之间的关系。

在光谱测量中，噪音来源包括环境噪声和仪器本身噪声。

信噪比越高，代表信号能够与噪声比较明显地区分开来，从而提高测量精度。

总结光谱仪是科学研究、工业生产等领域中非常重要的分析工具。

为了保证光谱测量的准确性和可靠性，我们需要选择一个具有高分辨率、高灵敏度、小峰宽、高波长精度、高波长重复性、高信噪比的光谱仪。

这些关键性能指标将直接影响光谱测量结果的精确度和准确性。