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,延长时间使用寿命。
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。
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。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。
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荧光光谱仪是一种基于光电效应分析物质成分和结构的仪器。当光线穿过液体或固体时,其中的原子吸收特定频率的光能并从低激发态回到高激发态(发射光子),这个过程被称为荧光现象。通过测量荧光的强度以及它们在一定波长范围内的特征参数,可以确定物质的化学组成、结构和浓度等信息。
这种设备广泛应用于材料科学、生物医学、环境监测等领域中,可以帮助科学家们更好地理解各种物理、化学及生物学过程的本质及其相互关系。
高分辨率光谱仪根据其设计原理和技术特点可以分为五大类:棱镜式、光栅型、飞行时间(ToF)和高精度探测器。
1.棱镜式光谱仪的设计基于光的全反射,通过移动入射角以扫描整个波长范围的光线。由于它结构简单且价格低廉而得以普及,但它的空间分辨率为5-20米每像素是这五种类型中低的。
2.光栅分束型光谱仪器结合了光电二极管和单色仪的功能,通常用于大气环境监测和研究等领域。这种类型的设备具有较高的稳定性和可靠性,但是缺点在于体积较大并且制造过程复杂。
3.ToF光谱仪是一种新兴的类型,通过测量激光传播到目标表面并被返回的时间来获得每个不同颜色的强度值,这种方式可以获取深度信息,对于物体表面的形貌也有所体现;此外,它能获得的距离变化以及景物的色彩随着距离的变化情况十分重要,这使得它在三维成像方面的应用前景非常广阔。。
4.检测器的特点是信噪比较高,像元尺寸更大,例如硅微条探测器和CCD探测器等都是检测器的发展方向。
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