光纤光谱仪工作原理（想了解下高利通光纤光谱仪的工作原理）

本文目录

• 想了解下高利通光纤光谱仪的工作原理
• 光谱仪的种类
• 光纤光谱仪哪款分辨率高
• 拉曼光谱仪是测什么的它的原理是什么
• 光纤光栅工作的原理是什么
• 微型光谱仪的微型光谱仪应用
• 光纤光谱仪的原理和应用的介绍
• 光谱分析仪应用
• 光纤光谱仪的原理和应用的如何选择最优的光学分辨率
• 光纤光谱仪的原理和应用的如何选择合适的光栅

想了解下高利通光纤光谱仪的工作原理

利用紫外-可见吸收光谱来进行定量分析由来已久，可追溯到古代，公元60年古希腊已经知道利用五味子浸液来估计醋中铁的含量，这一古老的方法由于最初是运用人眼来进行检测，所以又称比色法。到了16、17世纪，相关分析理论开始蓬勃发展，1852年，比尔(Beer)参考了布给尔(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液层厚度相等时，颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例，从而奠定了分光光度法的理论基础，这就是著名的朗伯-比尔定律。高利通科技（深圳）有限公司生产的紫外光纤光谱仪 GLA 639 光纤光谱仪采用 Czerny-Turner 光学结构、用光栅作为分光元件、用 CCD 作为光电探测器、光信号由 SMA905 光纤接头导入。GLA 639 具有宽光谱范围、光谱分辨率高和较大的动态范围等特点。采用 USB mini-B 接口与电脑相连，使得该光谱仪可由电脑直接控制和供电，并且体积小外观漂亮。本公司为紫外光纤光谱仪 GLA 639 光纤光谱仪开发的软件操作简易，具有自动配置光谱仪、自动读取光谱仪校准系数、光谱采集与测量、日志和颜色条显示的功能。软件界面直观地显示波长与强度的光谱曲线，可以放大观察光谱更细微峰值大小，同时可以切换显示 Pixel - Intensity 的光谱曲线。光谱的测量功能包括辐射测量、透过率测量、吸收率测量和反射率测量等。此外，该软件输出两种数据格式：一种常规的 Excel 双列格式和一种方阵格式; 可以手动保存 Excel 双列格式，方阵格式用于方便地观察有关光谱数据。当在光谱曲线上选择某一区域，该软件显示游标和两个区域边界线。游标用来选择查找波长，移动两个区域边界线用来测量光谱宽度。同时，用不同的颜色将该选择区域在方阵格式数据中标志出来，包括游标和两个区域边界线相应的光谱值；这一独特的功能可以帮助使用者在大量的光谱数据中方便地查找数据。该软件的日志支持用户记录实验内容，如所分析材料、操作者和时间等。该软件的颜色条帮助用户很容易地理解光谱所对应的颜色。

光谱仪的种类

光谱仪有多种，总结起来（以大的类别），用得较多的是原子发射/吸收光谱仪、X射线荧光光谱仪。前者是精确定量分析用的，而后者是定性或半定量用。但前者使用成本很高，后者较低。在X射线荧光光谱仪中，较好的是岛津的。

光纤光谱仪哪款分辨率高

一般分为有三种情况，比如入射狭缝、衍射光栅、探测器等：1、入射狭缝入射狭缝直接影响光纤光谱仪的分辨率和光通量。光纤光谱仪的检测器最终检测到的是狭缝投射到检测器上的像，因此狭缝的大小直接影响到光纤光谱仪的分辨率，狭缝越小，分辨率越高，狭缝越大，分辨率越低；另外狭缝是光进入光纤光谱仪的门户，其大小也直接影响到光纤光谱仪的光通量。狭缝越大，光通量越大，狭缝越小，光通量越小。2、衍射光栅衍射光栅将从狭缝入射的光在空间上进行色散，使其光强度成为波长的函数。它是光纤光谱仪进行分光检测的基础，是光纤光谱仪的核心部分。对于一个给定的光学平台和阵列式检测器，我们可以通过选择不同的衍射光栅来对光纤光谱仪的光谱覆盖范围，光谱分辨率和杂散光水平进行额外的控制。3、探测器探测器是光纤光谱仪的最核心部分，直接决定了光纤光谱仪的光谱覆盖范围、灵敏度、分辨率及信噪比等指标。一般来说，探测器的材料决定了其光谱覆盖范围，硅基检测器其波长覆盖范围一般为190-1100nm，而InGaAs和PbS检测器覆盖900-2900nm的波长范围。而探测器的工作原理、制造方法及掺杂材料决定了其灵敏度、覆盖范围和信噪比等指标。

拉曼光谱仪是测什么的它的原理是什么

拉曼光谱仪是一种光谱仪系列的简称，基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现拉曼散射效应。拉曼光谱仪的原理是什么？又能测什么物质呢？

　　1. 拉曼光谱基本原理

　　当一束频率为V0的单色光照射到样品上后，分子(或原子)可以使入射光发生散射或者反射。大部分光只是改变方向发生散射，而光的频率仍与激发光的频率(即V0)相同，这种散射称为瑞利散射(，大约占据99%左右;约占总散射光强度的 10E-6～10E-10的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了，不同于激发光的频率，称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的，即V1V0的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。拉曼光谱可以作为分子结构定性分析。激光入射到样品，产生散射光：散射光为弹性散射，频率不发生改变为瑞丽(Rayleigh)散射;散射光为非弹性散射，频率发生改变为拉曼(Raman)散射。如图：Rayleigh散射(左)： 弹性碰撞;无能量交换，仅改变方向;Raman散射(右)： 非弹性碰撞;方向改变且有能量交换。其中，E0基态，E1振动激发态;E0+ hν0，E1+ hν0激发虚态;获得能量后，跃迁到激发虚态。

  2.拉曼光谱仪组成和使用

　　散射光相对于入射光频率位移与散射光强度形成的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱仪一般由光源、外光路、色散系统、及信息处理与显示系统五部分组成。那么拉曼光谱仪能够测什么呢？

　　拉曼光谱仪的使用，首先要具有激发波长，一般使用的激发波长都是几个固定的，如785nm,532nm, 1064nm等等。其次要有接收器，由于拉曼散射的信号无方向性，所以要使用如积分球、准直透镜等采样附件。由于拉曼光谱具有分辨率较高等特点，故其可以广泛应用于有机物、无机物以及生物样品的应用分析中。

        3.拉曼光谱仪谱图提供丰富的物质信息

　　拉曼谱线的数目、拉曼位移、和谱线强度等参量提供了被散射分子及晶体结构的有关信息，能够揭示原子的空间排列和相互作用。

综上所述，拉曼光谱仪凭借其优势能够很好地提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量；目前，拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认

光纤光栅工作的原理是什么

光纤光栅是一种光学元件，它使用一个光栅来控制光的传输。光栅是一种由密密麻麻的平行光纤构成的阵列，这些光纤的直径通常比较小，可以在很短的距离内传递光信号。当光线照射到光栅上时，它会发生两种现象：反射和透射。反射的光线会直接回到源头，而透射的光线会穿过光栅继续向前传播。这种现象可以利用来实现光纤光栅的工作原理。当一个光源照射到光栅上时，光纤光栅会将光源分为两部分：反射光和透射光。反射光会照射到一个光电探测器上，而透射光会继续传输到距离探测器较远的地方。光纤光栅可以用来做很多应用，例如光纤传感器、光纤激光器、光纤光谱仪等。在光纤传感器中，光纤光栅可以用来检测物理量（如温度、压力、振动等）的变化。在光纤激光器中，光纤光栅可以用来控制激光的输出。在光纤光谱仪中，光纤光栅可以用来分离和检测不同波长的光。光纤光栅的另一种重要应用是光纤通信。在光纤通信系统中，光纤光栅可以用来增加系统的容量，并且在长距离传输中可以增加信号的稳定性。光纤光栅在工作原理上基于光的干涉原理，这种干涉现象是由光的波动性质决定的。通过控制光的干涉条件，可以改变光栅对光的反射和透射率。光纤光栅由多个微细的光纤构成，它们之间有着精确的相对位置关系，这使得光纤光栅在制造和使用上相对复杂，并且它们也很敏感环境的影响。总结一下，光纤光栅是一种非常重要的光学元件，它的工作原理基于光的干涉现象，可以用来实现光纤传感器、光纤激光器、光纤光谱仪等应用，也在光纤通信系统中有重要应用。另外，光纤光栅也可以用来做多波长光源分束器，也就是将一个多波长光源分成不同的波长，例如在光谱学中，光纤光栅可以用来把一个宽频带光源分解成不同的波长段，方便对每个波长段的光进行分析。此外，光纤光栅还可以用来做光纤阵列，这种阵列可以利用多个光纤光栅元件，将光从一个光纤输入口分发到多个光纤输出口。在光纤阵列中，每个光纤光栅元件可以被用来对光进行反射或透射，从而控制光在阵列中的分布情况。光纤光栅的技术已经发展到可以制造出高分辨率和高效率的光纤光栅元件。不同类型的光纤光栅，如压电光纤光栅、光学阴影光纤光栅、液晶光纤光栅等，也在不断改进和发展。总结一下，光纤光栅是一种重要的光学元件，它有着广泛的应用，如光纤传感器，光纤激光器，光纤光谱仪，光纤通信等，其工作原理基于光的干涉现象。并且在近年来技术不断发展，制造出高分辨率高效率的光纤光栅元件。

微型光谱仪的微型光谱仪应用

随着微型光谱仪应用测量系统的不断拓展，其快速高效分析及便携式实时应用的优势逐渐显现出来，光谱分析技术正逐步从实验室分析走向现场实时检测。依据现阶段实际应用现状，微型光纤光谱仪在以下领域得到广泛的应用。透射吸收测量：透射吸收测量用于测定液体或气体中介质对作用光的吸收，依据比耳定律，吸光度正比于摩尔吸收率、光程和样品介质浓度。反射测量：反射测量方式分为镜面反射和漫反射测量，在实际测量中，可以采用不同的参考白板和测量角度来进行区分。反射测量用于测定样品的化学成分及表面颜色相关信息。发光二极管(LED)测量：LED测量系统用于LED光源的绝对光谱强度及颜色指标测量。激光测量：根据激光光谱的特征，检测系统配置高分辨率的微型光纤光谱仪，同时可用积分球或余弦校正器来衰减入射光，以避免CCD探测器的饱和。荧光测量：荧光测量因其光谱信号特别弱，因此需要一个高灵敏的探测器及一个高效率的滤光片，将样品激发出的微弱信号光和高强度的激发光区别开来。氧含量测量：氧含量是通过光纤探头尖端荧光团的荧光强度的衰减来进行测量，应用荧光淬灭原理可以测量溶解氧或气态氧的分压，从而探测出环境的氧含量。拉曼光谱测量：拉曼光谱与红外吸收光谱同为研究物质的分子振动能级从而分析物质的组成，但相对于红外吸收光谱，拉曼光谱的谱线较为简单且具有独特性，而且被测物不需进行前处理，因此在判断物质组成成分时有明显的优势。拉曼光谱测量系统特别适用于反应过程监控、产品识别、遥感及介质中高散射粒子的判定。激光诱导击穿光谱(LIBS)测量：LIBS是一种用于固体、液体及气体中进行实时、定性及半定量的光谱元素分析技术，其工作原理是高强度的脉冲激光聚焦在样品表面，脉宽为10ns的激光脉冲蒸发样品产生等离子体，随着等离子体的冷却，处于激发态的原子发射出元素的特征光谱，这个光谱被光纤探头收集并传送到光谱仪，通过光谱分析软件中预存的样品特征光谱进行比对分析。

光纤光谱仪的原理和应用的介绍

光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种技术。光谱测量被广泛应用于多种领域，如颜色测量、化学成份的浓度检测或电磁辐射分析等。光谱仪器一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器。而在单色仪中通常还包括出射狭缝，让整个光谱中一个很窄的部分照射到单象元探测器上。单色仪中的入射和出射狭缝往往位置固定而宽度可调，可以通过旋转光栅来对整个光谱进行扫描。

光谱分析仪应用

光谱分析仪，是一种用于测量发光体的辐射光谱，即发光体本身的指标参数的仪器。 根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪.经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪.光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体.由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测盆准确迅速,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出.目前,它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测. 由于近红外光在常规光纤中有良好的传输特性，且其仪器较简单、分析速度快、非破坏性和样品制备量小、几乎适合各类样品（液体、粘稠体、涂层、粉末和固体）分析、多组分多通道同时测定等特点，成为在线分析仪表中的一枝奇葩。近几年，随着化学计量学、光纤和计算机技术的发展，在线近红外光谱分析技术正以惊人的速度应用于包括农牧、食品、化工、石化、制药、烟草等在内的许多领域，为科研、教学以及生产过程控制提供了一个十分广阔的使用空间。光谱分析仪应用于钢铁冶金、有色金属、石油化工、机械制造、能源电力、铁路运输、航空航天、食品卫生、环境保护以及教学科研等各个领域。 直读光谱仪一般属于原子发射光谱，应用于冶金，铸造，有色，黑色金属鉴别，石化，机械制造等行业。国际上比较有名的有美国热电（收购瑞士ARL），德国斯派克，德国布鲁克，日本岛津等比较有名。 手持式光谱仪属于X射线荧光光谱仪，同样属于原子发射光谱仪，但和直读光谱的激发方式不一样，直读光谱靠高压放电激发，X射线是通过X光管来激发，接收原件也不同，检测元素范围和精度低于直读光谱，但应用于合金材料牌号鉴别以及混料筛选，废料回收，野外材料牌号鉴别有特殊用途，因可以做的小巧，一般做成手持式，方便携带。

光纤光谱仪的原理和应用的如何选择最优的光学分辨率

光谱仪的光学分辨率定义为光谱仪所能分辨开的最小波长差。要把两个光谱线分开则至少要把它们成象到探测器的两个相邻象元上。因为光栅决定了不同波长在探测器上可分开的程度（色散），所以它是决定光谱仪分辨率的一个非常重要的参数。另一个重要参数是进入到光谱仪的光束宽度，它基本上取决于光谱仪上安装的固定宽度的入射狭缝或光纤芯径（当没有安装狭缝时）。在指定波长处，狭缝在探测器阵列上所成的象通常会覆盖几个象元。如果要分开两条光谱线，就必须把它们色散到这个象尺寸再加上一个象元。当使用大芯径的光纤时，可以通过选择比光纤芯径窄的狭缝来提高光谱仪的分辨率。因为这样会大大降低入射光束的宽度。

光纤光谱仪的原理和应用的如何选择合适的光栅

衍射光栅是一种把入射的多色光分解成它所包含的单色光的光学元件。光栅是由一系列等宽等间距的平行凹槽构成的，而这些凹槽是在镀反射膜的基底材料上刻划制成的。按照 凹槽形成方式的不同可以把光栅分成两种：全息光栅和刻划光栅。刻划光栅是 用刻划机上的钻石刻刀在涂薄金属反射表面上机械刻划而成 ；而全息光栅则是由激光束干涉图样和光刻过程形成的。光纤光谱仪中的光栅要由用户指定，并永久安装在光谱仪中。接下来用户就要说明所需要的波长范围。有时光栅的标称可用光谱范围大于照射到探测器上的光谱范围，这时为了覆盖更宽的光谱范围，可选择双通道或三通道光谱仪。这些主通道和从通道可以选择不同的光栅。类似的，双通道或三通道光谱仪也可以使用户在更宽的光谱范围内实现更高的分辨率。在光谱仪介绍部分，对于每种光谱仪型号都有一个光栅选择表。介绍了如何理解这些光栅选择表。光谱仪的光谱范围取决于光栅的起始波长和光栅线对数。波长越长则色散效应越大，光栅所覆盖的波长范围就越小。而整台光谱仪的效率则由光纤的传输效率、光栅和反射镜的效率、探测器及其膜层灵敏度的效率共同决定。*注：取决于光栅的起始波长；波长越长，光栅色散越大，实际光谱范围越小