光纤光谱仪原理

　　光纤光谱仪属于光谱仪一种常用类型，具有灵敏度高、操作简便、使用灵活、稳定性好、度高等优点。

　　光纤光谱仪结构紧凑，包括入射狭缝、准直物镜、光栅、成像反射镜、滤色片和阵列探测器，还包括数据采集系统和数据处理系统。光信号经入射狭缝投射到准直物镜上，将发散光变成准平行光反射到光栅上，色散后经成像反射镜将光谱呈在阵列接收器的接收面上，形成光谱谱面。光谱谱面既是单色光的序列排布（有次光谱影响），让整个光谱中任一个微小谱带照射到相对应探测器的像元上，在此将光信号转换成电子信号后，经模拟数字转换，A/D放大，zui后由电器系统控制终端显示输出。从而完成各种光谱信号测量分析。

　　光纤光谱仪特点

　　（1）光纤光谱仪是光纤技术的引入，使待测物脱离了样品池的限制，采样方式变得更为灵活，利用光纤探头把远离光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境（潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体）的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长使用寿命。

　　（2）光纤光谱仪以电荷耦合器件（CCD）阵列作为检测器，对光谱的扫描不必移动光栅，可进行瞬态采集，响应速度极快（测量时间为13～15ms），并通过计算机实时输出。

　　（3）光纤光谱仪采用全息光栅作为分光器件，杂散光低，提高了测量精度。

　　（4）光纤光谱仪应用计算机技术，极大地提高了光谱仪的智能化处理能力。

　　光纤光谱仪的用途

　　光纤光谱仪以其检测精度高、速度快等优点，已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器，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。

　　光纤光谱仪应用的详细介绍：

　　1、发射光谱测量

　　发射光谱测量可以用不同的实验布局和波长范围来实现，还要用到余弦校正器或积分球。发射光谱测量可以在紫外/可见和可见/近红外波长范围内测量。

　　对于发射光谱的绝对测量，光谱仪可以配置成波长范围从200-400nm或350-1100nm，或组合起来实现紫外/可见200-1100nm，并可以在美国海洋光学公司的定标实验室里进行辐射定标。定标后的实验布局不能改变，如光纤和匀光器都不能更改。

　　2、LED测量

　　最简单而且迅速地测量LED的整个光通量的方法就是使用一个积分球，并把它连接到一个美国海洋光学公司的光谱仪上。该系统可以用卤素灯进行定标（LS-1-CAL-INT），然后用广州标旗软件从测量到的光谱分布计算出相关参数，并实现辐射量的绝对测量。所测光源的光谱发光强度还可以用μW/cm2/nm来计算、显示并存储。另外的窗口还可以显示大约10个参数：辐射量μW/cm2， μJ/cm2， μW或μJ；光通量lux或lumen，色轴X， Y， Z， x， y， z， u， v和色温。

　　3、薄膜厚度测量

　　光学的膜厚测量系统基于白光干涉测量原理，可以测量的膜层厚度10nm-50μm，分辨率为1nm。薄膜测量在半导体晶片生长过程中经常被用到，因为等离子体刻蚀和淀积过程需要监控；其它应用如在金属和玻璃材料基底上镀透明光学膜层也需要测量膜层厚度。