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探討一下科研級(jí)光纖光譜儀的作用及原理
科研級(jí)光纖光譜儀是光學(xué)儀器中的一個(gè)重要組成部分，是一種常用的光譜儀，具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定信號(hào)好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。使用一個(gè)高強(qiáng)度的脈沖激光聚焦在樣本表面，一個(gè)10納秒寬的激光單脈沖將會(huì)蒸發(fā)樣本產(chǎn)生等離子體。隨著等離子體的冷卻，等離子體中的激發(fā)態(tài)的原子將釋放對(duì)應(yīng)元素的特征光波。這個(gè)光波將被探頭收集并傳送到光譜儀，系統(tǒng)將在一秒鐘內(nèi)對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行分析。
任何光譜儀的基本功能都是接收光，將其分解成光譜成分，將信號(hào)數(shù)字化為波長(zhǎng)的函數(shù)，然后讀出并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示。在此過(guò)程的第一步中，光通過(guò)光纖電纜通過(guò)入口狹縫(狹窄的孔徑)進(jìn)入光譜儀。
當(dāng)光線進(jìn)入光譜儀時(shí)，狹縫會(huì)使光線產(chǎn)生暈影。然后，在大多數(shù)光譜儀中，發(fā)散光被凹面鏡準(zhǔn)直并導(dǎo)向光柵。在此之后，光柵以稍微不同的角度分散光的光譜分量。
然后，光線被第二個(gè)凹面鏡聚焦并成像到檢測(cè)器上。或者，可以使用凹面全息光柵同時(shí)執(zhí)行所有這三個(gè)功能。
一旦光成像到檢測(cè)器上，光子就會(huì)轉(zhuǎn)換成電子。這些電子被數(shù)字化并通過(guò)USB(或串行端口)讀出到計(jì)算機(jī)。
基于探測(cè)器中的像素?cái)?shù)量和衍射光柵的線性色散，軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行插值以生成校準(zhǔn)，使數(shù)據(jù)能夠繪制為給定光譜范圍內(nèi)波長(zhǎng)的函數(shù)。該數(shù)據(jù)隨后可用于許多光譜應(yīng)用并對(duì)其進(jìn)行操作。
科研級(jí)光纖光譜儀以其檢測(cè)精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為光譜測(cè)量學(xué)中使用的重要測(cè)量?jī)x器，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)、地質(zhì)、食品安全、色度計(jì)算、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、LED檢測(cè)、半導(dǎo)體工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域。