光纤光谱仪是一种利用光子传感器将光学信号转化为电子学量的仪器,它能够实现对光源所发出的各种谱线进行测量。
近红外光谱仪可以分为定域型和全局型两类。
定域型仪器将NIR与其它分析技术(如原子荧光、电化学,甚至其他的光谱学方法)结合起来以提供对样品性质进行更的理解。这种类型的设备通常具有的模块来处理数据并执行特定的实验室测试或X射线衍射等步骤,这些都可以帮助科学家更好地了解样品的特性。例如:德国耶拿物理学家用化银溶液制成了反射计——台用于测量物体表面的漫反射的装置,从而开启了表面光学的序幕;而法国巴黎大学的科学家则研制出了分束器干涉仪,为研究自然光源振动方向的变化提供了基础工具。这些都是现代近红外观测的前身。如今许多公司仍然致力于开发各种定制化的区域扫描系统以满足不同领域的需求。此类设备的优点在于其灵活性高,可以满足特定需求并且能节省时间和成本。然而缺点是对于复杂的结构信息提取较为困难,且定量精度往往不尽人意。
全局型的仪器更加注重量化性能以及整体的结构解析度,在工业生产中有广泛的应用价值。它们一般通过数学模型建立被观测变量和目标变量的关系式来进行预测和控制。比如数字成像法测定水泥中SiO2含量就是其中比较典型的一个例子。这一类方法的优势就在于具有良好的量化和标准化能力,但也存在计算复杂度高的问题,尤其是在面对多组分的体系时,需要额外引入校正曲线或者使用专门的软件进行处理.
荧光光谱仪可以分为以下几种分类:
1.直接探测型。这种类型的仪器使用光电倍增管等检测器将入射光转换为电信号,然后通过电路进行放大和处理以获取信息。其特点是结构简单、稳定性好且噪声小;缺点是空间分辨率较低(一般在微米级别),不适合用于细胞内或亚显微水平的研究。因此通常被应用于生物大分子和超快现象的观测中。此外,由于需要引入电子系统使得实验过程较为复杂而且价格昂贵。
2.分步式前置解调型。该类型设备在获得荧光信号后首先将其调制到某一特定频率上并经过分频处理后再送至测量通道中进行后续的处理和解调操作得到原始图像数据。相比于直接探测型的优点在于对样品损伤较小并且信噪比较高。适合于各种不同的科学研究领域包括医学成像以及原位观察等多种应用场景。
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