光纤光谱仪的原理和应用光学平台设计

Question

如题所述

Answer 1

在选择光纤光谱仪系统配置时，首要考虑的参数是波长范围。若需宽广的波段，建议选择600线/毫米的光栅，可参考光谱仪产品部分的光栅选择表。探测器的选择同样关键，美国海洋光学公司提供了7种不同灵敏度的型号。在紫外波段，深紫外增强型2048或3648像素CCD探测器是优选；近红外波段则有InGaAs探测器可供选择。如果追求宽波段和高分辨率，多通道光谱仪是理想选择。

对于高光学分辨率的需求，推荐采用1200线/毫米及以上光栅，配合窄狭缝和2048或3648像素CCD。以Maya 2000pro为例，10um狭缝可提供最佳分辨率。

在讨论灵敏度时，需区分光度学和化学计量学上的要求。对于高灵敏度应用，如荧光和拉曼，建议选择配备热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器，配合聚光透镜、SAG+UPG反射镜和宽狭缝（100um或更宽），可通过延长积分时间（从7毫秒至15分钟）提高信号强度，降低噪声和动态范围。

化学计量灵敏度要求高信噪比，QE光谱仪的热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器信噪比可达1000：1。在软件处理中，多次平均光谱图可以进一步提升信噪比，如100次平均可使信噪比提高至10000：1。

提升测量速度和数据传输效率，阵列型探测器和非运动组件的使用至关重要。对于快速响应的应用，USB2000+光谱仪是最优选择，其最小积分时间为1毫秒，是目前最快的光纤光谱仪。对于对数据传输时间有严格要求的场景，USB2000+光谱仪通过USB2.0接口每秒可完成1000次完整数据采集。