科研級(jí)光纖光譜儀究其實(shí)質(zhì)是一個(gè)“分光”儀器,現(xiàn)在有幾種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)分光功能。主流的方式是用光柵作為色散部件,將不同波長(zhǎng)的光在空間上分開,用陣列探測(cè)器接收并輸出光譜。另一種方式是用干涉儀調(diào)制入射光,用單元探測(cè)器接收被調(diào)制了的光,并輸出光強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線,這就是科研級(jí)光纖光譜儀。
由于科研級(jí)光纖光譜儀在UV-VIS-NIR波段,硅CCD, CMOS陣列的工藝成熟,性價(jià)比好,再加上無(wú)移動(dòng)部件,可靠性好,因此,幾乎無(wú)一例外地使用光柵色散,陣列探測(cè)器檢測(cè)的方式。只是在波長(zhǎng)大于900nm的近紅外波段,硅材料實(shí)在無(wú)法勝任,才采用InGaAs線列探測(cè)器。
就采用光柵分光技術(shù)的微型光譜儀而言,其性能主要決定于三個(gè)方面,光學(xué)設(shè)計(jì),光柵的選擇,探測(cè)器的選用。
光學(xué)設(shè)計(jì)又與采用的光柵種類有關(guān),現(xiàn)用的光柵有反射光柵和透射全息光柵兩大類,采用不同光柵的光譜儀光學(xué)設(shè)計(jì)方案有所不同?,F(xiàn)在的主流是反射光柵,這是由于制造工藝相對(duì)成熟,因此價(jià)格也相對(duì)低一些的原因,采用反射光柵,又要做得體積小,采用折疊光路的設(shè)計(jì)就很自然了,因此,交叉光路Czerny-Turner 結(jié)構(gòu)(Crossed Czerny-Turner)成為市場(chǎng)zui流行的設(shè)計(jì);另一類是透射全息光柵,它的主要優(yōu)點(diǎn)是光柵效率高,導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的光通量大,對(duì)于一些測(cè)量比較微弱的光的應(yīng)用,或者快速動(dòng)態(tài)過(guò)程分析,不允許長(zhǎng)的積分時(shí)間,就傾向于選擇透射光柵,當(dāng)然,科研級(jí)光纖光譜儀價(jià)格相對(duì)會(huì)貴一些。