光学平台
光谱仪微型化设计的实现得益于摄谱结构,最初的光学平台采用对称式Czerny-Turner分光结构[8],荷兰Avantes公司生产的微小型光纤光谱仪即使用了这种光学平台设计(图1所示)。光信号由光纤传导经过一个标准的SMA905接口进入光谱仪内部,经球面镜准直,然后由一块平面光栅分光后,将入射光分成按一定波长顺序排列的单色光,再由聚焦镜聚焦到一维线性CCD线性阵列探ce器上进行检测。
仪器在使用过程当中,尽量保持待测样品(测量对象)的取样,前处理科学可靠;仪器的各模块中,有许多可控参数是用来调节仪器工作状态的,在做日常分析样品时,须注意这些参数必须与做曲线时保持一致。 仪器在使用过程中,须用到一些耗材,比如,高纯氩气,有的仪器还需用到高纯氮气,样品前处理应用的砂轮片,砂纸等尽量保证购买厂家相同,型号相同,如果氩气不能保证,可购买氩气净化机。 做好以上五点,只是尽力维持仪器的工作状态,只能通过各种手段抑制,那么当这种不可避免的飘移到达一定程度,以至于对我们的定量分析造成较大影响时,就需用到狭缝扫描(描迹),重新绘制曲线,或用标准化,控样等手段来重新找到新的仪器工作点了。
微小型光纤光谱仪的出现
物质发射、吸收、散射的光辐射,其频率和强度与物质的含量、成分、结构有确定的关系,基于光谱测量而衍生出的应用也非常广泛,因此,科研工作者们根据应用的需要不断地改进光谱仪器[1]。
电子技术和计算机技术的迅猛发展,使光谱仪器向着高精度、自动化、智能化的方向发展。许多应用领域对光谱仪器提出了更高的要求,即光谱仪器的尺寸的缩小比提高其分辨率更为重要。而传统的光谱仪,虽然精度高,但存在体积大、价格高、安装调试困难、使用条件苛刻等不足,微小型光谱仪便成了目前研究的热点[2]。在其发展过程中,主要有采用光栅作为分光元件和以干涉原理进行分光这两类仪器[3-5]。
自20世纪90年代以来,由于光纤具有很高的传输信息容量,可同时反映多维信息,这些优势相对于声电传感器而言是难以比拟的。随光通信技术对光纤的需求增长,开发出低损耗的石英光纤,降低了成本,将光纤与光谱技术相结合的微型结构的光纤光谱仪引起了许多人的关注[6],并在各种光谱测量及相关领域得到广泛的应用,光纤光谱仪是微型光谱仪器发展的重要方向[7]。