美國萊斯大學開發了小型遙感光纖成像光譜儀,以捕獲30000個採樣點,每個採樣點包含60多個波長。無需掃描就能立即獲得光譜信息。能快速成像,該光譜儀未來有望於無人機,農作物監測,汙染監測,可以提高醫學診斷測試的效率。
光纖光譜儀,是光學儀器的主要構成部分。由於其檢測精度高、速度快等優點,已成為光譜測量學中使用的重要測量儀器被廣泛應用於農業、生物、化學、地質、食品安全、色度計算、環境檢測、醫藥衛生、LED檢測、半導體工業、石油化工等領域。
光纖光譜儀通常採用光纖作為信號耦合器件,將被測光耦合到光譜儀中進行光譜分析。由於光纖的方便性,用戶可以非常靈活的搭建光譜採集系統。光纖光譜儀的優勢在於測量系統的模塊化和靈活性。
光纖光譜儀基本配置包括:
一、光柵
選擇取決於光譜範圍以及解析度的要求。對於光纖光譜儀而言,光譜範圍通常在200nm-2500nm之間。由於要求比較高的解析度就很難得到較寬的光譜範圍;同時解析度要求越高,其光通量就會偏少。對於較低解析度和較寬光譜範圍的要求,300線/mm的光柵是通常的選擇。如果要求比較高的光譜解析度,可以通過選擇3600線/mm的光柵,或者選擇更多像素解析度的探測器來實現。
二、狹縫
較窄的狹縫可以提高解析度,但光通量較小;另一方面,較寬的狹縫可以增加靈敏度,但會損失掉解析度。在不同的應用要求中,選擇合適的狹縫寬度以便優化整個試驗結果。
三、探測器
探測器在某些方面決定了光纖光譜儀的解析度和靈敏度,探測器上的光敏感區原則上是有限的,它被劃分為許多小像素用於高解析度或劃分為較少但較大的像素用於高敏感度。通常背感光的CCD探測器靈敏度要更好一些,因此可以某個程度在不靈敏度的情況下獲得更好的解析度。近紅外的InGaAs探測器由於本身靈敏度和熱噪聲較高,採用製冷的方式可以有效提高系統的信噪比。
四、濾光片
由於光譜本身的多級衍射影響,採用濾光片可以降低多級衍射的幹擾。和常規光譜儀不同的是,光纖光譜儀是在探測器上鍍膜實現,此部分功能在出廠時需要安裝就位。同時此鍍膜還具有抗反射的功能,提高系統的信噪比。
光譜儀的性能主要是由光譜範圍、光學解析度和靈敏度來決定。對以上其中一項參數的變動通常將影響其它的參數的性能。