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微型光譜儀是在線光譜分析的核心模塊
微型光譜儀是應(yīng)用光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)物質(zhì)的成分及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析和測量的基本設(shè)備，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制、化學(xué)分析、食品品質(zhì)檢測、材料分析、臨床檢驗(yàn)、航空航天遙感及科學(xué)教育等領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的光譜儀存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用環(huán)境受限、不便攜帶及價(jià)格昂貴等不足，不能滿足現(xiàn)場檢測和實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。因此，微型光譜儀成為光譜儀器發(fā)展的一個(gè)重要的研究方向。近年來，由于光纖技術(shù)、光柵技術(shù)及陣列式探測器技術(shù)的發(fā)展和成熟，使得光譜檢測系統(tǒng)形成了光源、采樣單元及攝譜單元相分離的結(jié)構(gòu)形式，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更具模塊化，使用更加方便靈活，從而使微型光纖光譜儀成為現(xiàn)場檢測和實(shí)時(shí)監(jiān)控的儀器。
與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不同，工業(yè)環(huán)境在要求光譜分析系統(tǒng)具有足夠的靈敏度和探測限，同時(shí)對(duì)于性能穩(wěn)定性，體積尺寸和抗干擾能力也都有嚴(yán)格要求。微型光譜儀是在線光譜分析的核心模塊，它的性能好壞從根本上決定了系統(tǒng)性能。選擇合適的光譜儀對(duì)于工業(yè)在線應(yīng)用十分重要。
微型光譜儀設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)得益于攝譜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。微型光譜儀使用非對(duì)稱交叉式Czerny-Turner分光結(jié)構(gòu)，此光學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是在Czerny-Turner結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行光路的改進(jìn)，使光譜儀內(nèi)部構(gòu)件布局更緊湊，可進(jìn)一步小型化。攝譜結(jié)構(gòu)光學(xué)平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)使微型光纖光譜儀內(nèi)部無移動(dòng)部件，光學(xué)元件都采用反射形式，可在一定程度上減少像差，并使工作光譜范圍不受材料影響。微型光譜儀的固定化光學(xué)平臺(tái)適合于震動(dòng)及窄空間等復(fù)雜的工作環(huán)境。