光纤光谱仪的应用原理及主要特征

光纤光谱仪是光学仪器的主要构成部分，随着光谱行业的快速发展，它在***内得到越来越多的认可。光纤光谱仪体积小、操作简单，非专业检测人员也能快速掌握操作方法，且测定时间短，只需数秒就能完成样品的检测，同时不需复杂的前处理，因此常常被应用于食品安全现场检测。

光纤光谱仪作为***种测量工具，主要用于测量紫外、可见、近红外，具有测量精度高、使用灵活、速度快、可靠性好等优点，已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器，被广泛应用于农业、生物、化学、地质、食品安全、色度计算、环境检测、LED检测、半导体工业、石油化工等众多领域。

光纤光谱仪结构紧凑，包括入射狭缝、准直物镜、光栅、成像反射镜、滤色片和阵列探测器，还包括数据采集系统和数据处理系统。其原理是光信号经入射狭缝投射到准直物镜上，将发散光变成准平行光反射到光栅上，色散后经成像反射镜将光谱呈在阵列接收器的接收面上，形成光谱谱面。光谱谱面既是单色光的序列排布(有次光谱影响)，让整个光谱中任***个微小谱带照射到相对应探测器的像元上，在此将光信号转换成电子信号后，经模拟数字转换，放大，***后由电器系统控制终端显示输出，从而完成各种光谱信号的测量分析。

光纤光谱仪通常采用光纤作为信号耦合器件，将被测光耦合到光谱仪中进行光谱分析。由于光纤的方便性，用户可以非常灵活的搭建光谱采集系统。光纤光谱仪的优势在于测量系统的模块化和灵活性。测量速度非常快。其基本配置包括包括***个光栅，***个狭缝，和***个探测器。这些部件的参数在选购光谱仪时必须详细说明。光纤光谱仪的性能取决于这些部件的组合与校准，校准后光纤光谱仪，原则上这些配件都不能有任何的变动。

光纤光谱仪还有以下5个主要特性：

1、工作光谱范围

指使用光纤光谱仪所能记录的光谱范围。

2、色散率

对于经典的光谱仪器，色散率表明从仪器色散系统中射出的不同波长的光线在彼此空间分开的程度，或者会聚到焦平面上时彼此分开的距离。前者可以用角色散率表示，后者用线色散率表示。

3、分辨率

分辨率是表明光纤光谱仪分开波长极为接近的二条谱线的能力，是其极为重要的性能指标。两条光谱线能否被分辨，不仅决定于仪器的色散率，而且还和这两条谱线的强度分布轮廓及相对位置有关。

4、光度特性

光度特性表示仪器传递光能量的本领，即表明辐射光源的光谱亮度和光纤光谱仪直接测得的光度数值之间的关系。

5、工作效率

记录光谱的精度和速度的综合指标。这里所指的精度包括记录光谱波长的精度和光谱强度的精度，它和光纤光谱仪的光强度、色散率、分辨率等因素有关。