浅析光纤光谱仪的几个重要参数

　　光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。测量速度非常快，使得它用于在线分析。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

　　目前市场上主流的光纤光谱仪都采用对称式Czernv—Turner光学平台设计，它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。焦距可以有45ram或75ram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。

　　2、光纤光谱仪的几个重要参数

　　2．1波长范围

　　在为一台光纤光谱仪系统选择配置的时侯，波长范围是决定光栅型号的首先要考虑的重要参数。如果需要较宽的波长范围，建议使用300线/mm或者600线/mm光栅。另一个重要元件是探测器的选择。对于紫外波段的应用，可以选用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。

　　2．2光学分辨率

　　如果需要很高的光学分辨率，建议同时选择1200线/mm或者更高线对数的光栅(C．D．E或F型)、窄狭缝和2048或3648像素的CCD探测器。如果既需要较宽波长范围同时又需要高分辨率，则多通道光谱仪是最佳的选择。

　　2．3灵敏度

　　说起灵敏度，重要的是区分开是光度学中的灵敏度(光谱仪所能测到的最小信号强度是多少?)还是化学计量中的灵敏度(光谱仪能够测量到的最小吸收率差)。

　　a．光度灵敏度

　　对于如荧光和拉曼等需要高灵敏度光谱仪的应用，建议选择采用2048像素CCD探测器的光纤光谱仪。而且还要选择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；一个300线/rnrn光栅。对于300线/mm光栅，光色散最小，所以它的灵敏度在所有光栅中是最高的。作为选择，还可以使用热电制冷型CCD探测器光谱仪，该型号可以采用长积分时间，并可以降低噪声和提高动态范围。

　　b．化学统计灵敏度

　　为了能探测出两个幅值很接近的吸收率数值，需要高信噪比的探测器。CMOS探测器拥有最高的信噪比。通过把多幅光谱图进行平均也可以提高信噪比。

　　2．4测量时间与数据传输速度

　　光纤光谱仪的数据获取能力可以通过使用阵列型探测器并且不采用运动组件的方式大大提高。然而，对于每个具体应用都有其优化的探测器。如对于需要快速响应的应用，我们推荐使用USB1平台的快触发型CCD光谱仪或者USB2型CCD光谱仪。而对于那些对数据传输时问要求非常严格的应用，推荐选择具有USB2接口的光谱仪，并且只传输一部分像素的数据到计算机来大大缩短数据传输时间。