光纤光谱仪和光栅光谱仪的区别

20世纪90年代以来，微电子领域的多像素光学探测器(如CCD和光电二极管阵列)制造技术发展迅速，使得生产低成本的扫描仪和CCD相机成为可能。我们的光谱仪使用的是同一个CCD(电荷耦合器件光谱仪)和光电二极管阵列探测器，可以在不旋转光栅的情况下快速扫描整个光谱。由于光纤的便利，用户可以非常灵活地组建光谱采集系统。

光纤光谱仪的优势在于测量系统的模块化和灵活性。微型光纤光谱仪测量速度非常快，可用于在线分析。而且由于低成本的通用探测器，降低了光谱仪的成本，也降低了整个测量系统的成本。

光纤光谱仪是如何工作的？

简单来说，就是把测得的光耦合到光谱仪上进行光谱分析。由于光纤的便利，仪器用户可以非常灵活地组建光谱采集系统，从而实现测量系统的模块化和柔性化。

光纤光谱仪的基本结构包括光栅、狭缝和探测器。在选择光谱仪时，必须详细说明这些部件的参数。光谱仪的性能取决于这些部件的精确组合和校准。校准后的光纤光谱仪，原则上不能对这些配件有任何改动。

那么我们如何选择合适的光纤光谱仪配置呢？

光纤光栅

光栅的选择取决于光谱范围和分辨率的要求。对于光纤光谱仪，光谱范围通常在200纳米和2500纳米之间。由于要求更高的分辨率，很难获得宽的光谱范围；同时，分辨率要求越高，光通量越少。对于较低分辨率和较宽光谱范围的要求，通常选择300线/毫米光栅。如果需要更高的光谱分辨率，可以选择3600线/mm的光栅或更高像素分辨率的探测器来实现。

光纤光谱仪狭缝

窄缝可以提高分辨率，但光通量小；另一方面，较宽的狭缝可以提高灵敏度，但会牺牲分辨率。在不同的应用要求下，选择合适的狭缝宽度来优化整个测试结果。

光纤光谱仪检测器

在一些方面，检测器决定了光纤光谱仪的分辨率和灵敏度。原则上，探测器上的光敏区域是有限的。它被分成许多小像素以获得高分辨率，或者分成更小但更大的像素以获得高灵敏度。一般背敏CCD探测器的灵敏度更好，所以不需要灵敏度也能在一定程度上获得更好的分辨率。

光纤滤波器

由于光谱本身多级衍射的影响，使用滤光片可以减少多级衍射的干扰。与常规光谱仪不同，光纤光谱仪是在探测器上镀膜的，这部分功能需要在工厂安装。同时，这种镀膜还具有增透的功能，提高了系统的信噪比。光谱仪的性能主要由光谱范围、光学分辨率和灵敏度决定。对上述参数之一的更改通常会影响其他参数的性能。光谱仪的主要挑战不是在制造过程中使所有参数达到最高水平，而是在这种三维空选择中使光谱仪的技术指标满足不同应用的性能要求。这一策略使spectrometer公司以最小的投资获得最大的回报，满足客户的需求。这个立方体的大小取决于光谱仪需要达到的技术指标，它的大小与光谱仪的复杂程度和光谱仪产品的价格有关。光谱仪产品应完全满足客户要求的技术参数。

光纤光谱仪的光谱范围

光谱范围小的光谱仪通常能给出详细的光谱信息，而光谱范围大的则有更宽的可视范围。因此，光谱仪的光谱范围是必须明确规定的重要参数之一。影响光谱范围的主要因素是光栅和探测器，应根据不同的要求选择相应的光栅和探测器。

光纤光谱仪的灵敏度

说到灵敏度，区分光度学中的灵敏度(光谱仪检测到的最小信号强度)和化学计量学中的灵敏度(光谱仪测量到的最小吸收差)是很重要的。

A.光度灵敏度

对于荧光等需要高灵敏度光谱仪的应用，我们建议选择冷光纤光谱仪，也可以选择检测器聚光镜、金反射镜和宽狭缝(100μm或更宽)。该模型可以使用长积分时间(从7毫秒到15分钟)来提高信号强度、降低噪声和增加动态范围。

B.化学计量灵敏度

为了检测振幅非常接近的两个吸光度值，不仅需要检测器的灵敏度，还需要信噪比。信噪比最高的探测器是冷光纤光谱仪中的热电制冷1024像素二维阵列CCD探测器，信噪比为1000: 1。信噪比也可以通过对多个谱图进行平均来提高，平均次数的增加会导致信噪比以平方根的速度增加。比如信噪比平均100次可以提高10倍，达到10000:1。

光纤光谱仪分辨率

光学分辨率是衡量分光能力的一个重要参数。如果你需要高光学分辨率，我们建议你选择1200线/毫米或更高线数的光栅，以及2048或3648像素的窄缝和CCD探测器。

光纤光谱仪被广泛应用于:

如农业、天文、汽车、生物、化学、涂料、比色法、环境检测、电影工业、食品、宝石检测、LED检测、印刷、造纸、拉曼光谱、半导体工业等。它是颜色测量、化学成分浓度测量和辐射分析的重要工具。

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