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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光谱仪的主要参数包括波长范围、波长分辨率、动态范围、灵敏度、信噪比、干扰和稳定性、采样速度和时序精度等。
比较常见的波长范围是300-700nm可见光光谱仪,200-1100nm、900-1700nm近红外光谱仪,也就是可以探测紫外光、可见光和短波近红外光,部分光谱仪也可以根据需要将波长范围扩展至200-2500nm,覆盖整个紫外可见-近红外波段。
光栅及探测器的类型会影响波长范围,宽的波长范围意味着低的光谱分辨率,所以用户需要在波长范围和光谱分辨率两个参数间做权衡。如果同时需要宽的波长范围和高的波长分辨率,则需要组合使用多个光谱仪通道(多通道光谱仪)。
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光纤光谱仪根据其原理和应用领域的不同,可以分为以下几种类型:
分布反射式光纤光谱仪:这种光谱仪采用分布反射式设计,通过将光纤分成多段并反射,来实现光谱分析。这种光谱仪通常用于分析气体、液体和固体等样品,具有高灵敏度和高分辨率的特点。
共焦光纤光谱仪:这种光谱仪采用共焦设计,通过将光纤和样品放在同一焦平面上,来实现光谱分析。这种光谱仪通常用于分析气体、液体和固体等样品,具有高分辨率和高灵敏度的特点。
光纤拉曼光谱仪:这种光谱仪采用拉曼散射原理,通过测量样品的拉曼散射光强度,来实现光谱分析。这种光谱仪通常用于分析气体、液体和固体等样品,具有高分辨率和高灵敏度的特点。
傅里叶变换光纤光谱仪:这种光谱仪采用傅里叶变换技术,通过将光纤光谱信号转换成频谱信号,来实现光谱分析。这种光谱仪通常用于分析气体、液体和固体等样品,具有高分辨率和高灵敏度的特点。
光纤光谱仪具有小型化、便携化、高灵敏度和高分辨率等优点,广泛应用于化学、生物、环境、材料等领域的研究和应用。
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