光纖光譜儀原理

　　光纖光譜儀屬于光譜儀一種常用類型，具有靈敏度高、操作簡便、使用靈活、穩(wěn)定性好、度高等優(yōu)點。

　　光纖光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊，包括入射狹縫、準直物鏡、光柵、成像反射鏡、濾色片和陣列探測器，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。光信號經(jīng)入射狹縫投射到準直物鏡上，將發(fā)散光變成準平行光反射到光柵上，色散后經(jīng)成像反射鏡將光譜呈在陣列接收器的接收面上，形成光譜譜面。光譜譜面既是單色光的序列排布（有次光譜影響），讓整個光譜中任一個微小譜帶照射到相對應(yīng)探測器的像元上，在此將光信號轉(zhuǎn)換成電子信號后，經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，A/D放大，zui后由電器系統(tǒng)控制終端顯示輸出。從而完成各種光譜信號測量分析。

　　光纖光譜儀特點

　?。?）光纖光譜儀是光纖技術(shù)的引入，使待測物脫離了樣品池的限制，采樣方式變得更為靈活，利用光纖探頭把遠離光譜儀器的樣品光譜源引到光譜儀器，以適應(yīng)被測樣品的復(fù)雜形狀和位置。由光纖引入光信號還可使儀器內(nèi)部與外界環(huán)境隔絕，可增強對惡劣環(huán)境（潮濕氣候、強電場干擾、腐蝕性氣體）的抵抗能力，保證了光譜儀的長期可靠運行，延長使用壽命。

　?。?）光纖光譜儀以電荷耦合器件（CCD）陣列作為檢測器，對光譜的掃描不必移動光柵，可進行瞬態(tài)采集，響應(yīng)速度極快（測量時間為13～15ms），并通過計算機實時輸出。

　?。?）光纖光譜儀采用全息光柵作為分光器件，雜散光低，提高了測量精度。

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　?。?）光纖光譜儀應(yīng)用計算機技術(shù)，極大地提高了光譜儀的智能化處理能力。

　　光纖光譜儀的用途

　　光纖光譜儀以其檢測精度高、速度快等優(yōu)點，已成為光譜測量學(xué)中使用的重要測量儀器，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)、地質(zhì)、食品安全、色度計算、環(huán)境檢測、醫(yī)藥衛(wèi)生、LED檢測、半導(dǎo)體工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域。

　　光纖光譜儀應(yīng)用的詳細介紹：

　　1、發(fā)射光譜測量

　　發(fā)射光譜測量可以用不同的實驗布局和波長范圍來實現(xiàn)，還要用到余弦校正器或積分球。發(fā)射光譜測量可以在紫外/可見和可見/近紅外波長范圍內(nèi)測量。

　　對于發(fā)射光譜的絕對測量，光譜儀可以配置成波長范圍從200-400nm或350-1100nm，或組合起來實現(xiàn)紫外/可見200-1100nm，并可以在美國海洋光學(xué)公司的定標實驗室里進行輻射定標。定標后的實驗布局不能改變，如光纖和勻光器都不能更改。

　　2、LED測量

　　最簡單而且迅速地測量LED的整個光通量的方法就是使用一個積分球，并把它連接到一個美國海洋光學(xué)公司的光譜儀上。該系統(tǒng)可以用鹵素?zé)暨M行定標（LS-1-CAL-INT），然后用廣州標旗軟件從測量到的光譜分布計算出相關(guān)參數(shù)，并實現(xiàn)輻射量的絕對測量。所測光源的光譜發(fā)光強度還可以用μW/cm2/nm來計算、顯示并存儲。另外的窗口還可以顯示大約10個參數(shù)：輻射量μW/cm2， μJ/cm2， μW或μJ；光通量lux或lumen，色軸X， Y， Z， x， y， z， u， v和色溫。

　　3、薄膜厚度測量

　　光學(xué)的膜厚測量系統(tǒng)基于白光干涉測量原理，可以測量的膜層厚度10nm-50μm，分辨率為1nm。薄膜測量在半導(dǎo)體晶片生長過程中經(jīng)常被用到，因為等離子體刻蝕和淀積過程需要監(jiān)控；其它應(yīng)用如在金屬和玻璃材料基底上鍍透明光學(xué)膜層也需要測量膜層厚度。
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