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光纤光谱仪

1859 到1862 年之间，克希霍夫和本生使用自己研制的光谱仪器，细致地研究了夫琅和费谱线，从而建立了光谱分析的初步基础。因为棱镜线色散率呈非线性，它随着波长的变化增减太快，这对光谱定性分析中测定光谱线的波长带来了很大困难。于是人们开始对另一种色散元件—衍射光栅进行研究，罗兰在 1882年发明了凹面光栅，这使得光谱仪结构得到简化，性能也有了提高。20 世纪开始，在普朗克等许多学者的共同努力下，力学理论逐步建立，使得光谱学的分析有了强有力的理论基础。光通量光纤光谱仪

由于克拉赫等进行了一系列的研究工作，使定量光谱分析方法基本建立起来，从此光谱分析方法逐渐走出实验室，在工业部门中被广泛应用了。从 1928 年以后，由于光谱分析成了工业的分析方法，光谱仪器得到了迅速的发展。它的改进是按两个方面进行的：改善光源的稳定性和提高光谱仪器本身的性能。光通量光纤光谱仪

1928 年，德国蔡司厂制造出守台石英摄谱仪，随后美国、英国、苏联等国也制造出同类产品。随着科学技术和工业的发展，棱镜光谱仪的缺点愈来愈成了势必克服的问题。因此，一方面发展人造晶体和扩大玻璃的透过波长范围；另一方面大力改善光栅刻划技术，为光栅光谱仪器的生产开拓了道路。到五十年代，已经形成完整的光谱仪器制造工业系统光通量光纤光谱仪

为了使光谱仪在较大的波长范围内能够获得较高且稳定的衍射效率，一般都使用的全息光栅。全息光栅没有鬼线，杂散光很低，在整个使用范围内衍射效率比较平稳，但是价格比较高。光通量光纤光谱仪

以光栅常数、狭缝宽度为辅变量，取 m=1，d=1/600mm。常用的狭缝宽度为5μm、10μm、25μm、50μm。可以看出，随着焦距的变大，光谱带宽逐渐减小，但是焦距增大的同时，整个仪器的体积也要增大。所以要考虑光谱带宽和体积两方面的因素，选择合理

的焦距数值。光通量光纤光谱仪

电耦合器件（Charge Coupled Devices）简称CCD，是20 世纪70 年始发展起来的新型半导体器件。从 CCD 概念提出到商品化的电荷耦合摄像机出现仅仅经历了四年。其所以发展迅速，主要原因是它的应用范围相当广泛。它在数字信息存储、模拟信号处理以及作为成像传感器等方面都有十分广泛的应用。对于同等级的 CCD 而言，探测器的动态范围、灵敏度以及线性度等都基本上相同，但象元的个数则是由象元的大小和探测元的总长度所决定，所以在实际选择 CCD 时只需要考虑象元的大小和探测元的总长度就可以。光通量光纤光谱仪

对于光谱探测而言，CCD 单位象元的大小是一个很重要的参数。单位象元的宽度方向为光谱色散方向，这个方向表征了光学系统色散的能力，如果探测器象元的宽度过于大，就可能会使探测器产生欠采样，就是说虽然光学系统有较高的分辨率但是没有办法通过探测器进行表现。象元宽度越小就越能够保证好的光谱分辨率，但是过于小的象元宽度就会导致 CCD 灵敏度的下降，所以在选择探测器象元宽度时应该在保证 CCD 灵敏度的同时，尽可能选用小宽度象元的CCD。光通量光纤光谱仪

便携式制冷型光纤光谱仪中的光学元件有狭缝、光閑、准直镜、光栅、物镜、CCD，狭缝与光闹是通过激光切割来实现的，本设汁的狭缝与光巧是通过激光在铅片上切割来实现的，狭缝与光阑的切割边缘毛刺较少。光通量光纤光谱仪

狭缝与光闲是直接固定在光谱仪光纤接口的狭缝座内，在装配过程中要保证狭缝方向与机壳底面垂直。准直镜与物镜的镜架需要能够支持准直镜与物镜的俯仰角度调节，并且还要能够支持小角度的旋转，光栅支架的设计需要光栅能够旋转调节。CCD的支架设计需要配合机械结构设计与电路布局。光通量光纤光谱仪

光谱仪的机壳首先要保证光学系统的性能，同时还要隔绝外界干化，并且要预留足够空间方便光学镜架调节和散热片与风扇的安装。电路的布局限位要根据光谱仪的机壳来确定，确保电路焊接的器件不与机壳干涉。并且结构要径便，方便携带。光通量光纤光谱仪