光谱仪重要参数定义

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光谱灵敏度和归一化

光谱灵敏度和归一化

光谱灵敏度和归一化
光谱灵敏度和归一化是在光学和光谱学领域中常用的两个概念。

光谱灵敏度是指仪器或探测器对不同波长的光的响应程度。

它通常以单位波长的光功率所产生的响应信号的大小来表示。

光谱灵敏度是一个非常重要的参数,因为它决定了仪器能够检测到的光的波长范围和强度范围。

在实际应用中,我们通常希望仪器具有较高的光谱灵敏度,以便能够检测到更微弱的光信号。

归一化是将不同量级的数据进行无量纲处理的过程,使得它们可以在同一尺度下进行比较。

在光谱学中,归一化通常用于将不同光谱数据的强度或幅度归一化到一个固定的范围内,以便进行比较和分析。

归一化可以通过多种方法实现,例如将光谱数据除以其最大值或平均值,或者将其转换为百分比形式。

总之,光谱灵敏度和归一化是光谱学中非常重要的概念,它们对于光谱数据的分析和处理具有重要的意义。

光谱仪的焦距

光谱仪的焦距

光谱仪的焦距光谱仪是一种用于分析光的仪器,其主要功能是将光按照其波长分解成不同的颜色组成,从而得到光的光谱图。

在光谱仪中,焦距是一个重要的参数,它决定了光谱仪的成像质量和分辨率。

光谱仪的焦距是指从光谱仪的光栅或棱镜到光谱仪像平面的距离。

光谱仪的工作原理是通过光栅或棱镜将光按照不同的波长分解,然后通过透镜将不同波长的光聚焦到像平面上,最终形成光谱图。

因此,焦距对于光谱仪的成像质量和分辨率有着重要的影响。

首先,光谱仪的焦距决定了光谱仪的成像质量。

焦距越长,光线的聚焦能力越强,成像质量也越好。

相反,焦距越短,光线的聚焦能力越弱,成像质量也越差。

在光谱仪的设计中,通常会选择适当的焦距来平衡成像质量和仪器的尺寸、重量等因素。

其次,焦距还决定了光谱仪的分辨率。

分辨率是指光谱仪能够分辨出两个波长之间的最小差异。

焦距越长,光谱仪的分辨率越高,可以分辨出波长之间较小的差异。

而焦距越短,光谱仪的分辨率越低,可能无法分辨出较小的波长差异。

因此,对于需要高分辨率的实验或应用,需要选择具有较长焦距的光谱仪。

除了焦距,光谱仪的成像质量和分辨率还受到其他因素的影响,例如光栅或棱镜的质量、入射光的波长范围等。

在实际使用中,需要根据实验或应用的需求综合考虑这些因素。

总结起来,光谱仪的焦距是决定其成像质量和分辨率的重要参数。

焦距越长,光谱仪的成像质量和分辨率越高;焦距越短,光谱仪的成像质量和分辨率越低。

在选择光谱仪时,需要根据实验或应用需求综合考虑焦距以及其他相关因素,以获得最佳的成像效果和分辨率。

以上是关于光谱仪焦距的相关内容,希望能对您有所帮助。

红外光谱仪参数

红外光谱仪参数
2.5检测器:集成模拟数字转换器,直接输出数字信号。
2.6激光器:长寿命半导体激光器。
2.7网络化:红外主机与计算机之间可通过无线网卡连接。
2.8投标产品必需通过国家质量监督总局的认证,并提供由中国质量监督总局签发的形式批准证书。
2.9仪器内置包含各种标准物质的IVU校验系统,通过自检程序可对仪器的各项指标随时进行自检,并给出符合GLP标准的自检报告。
2.11红外软件:中文版处理软件,包括:红外控制、谱图处理、数据转换、多组分定量等操作软件;曲线分峰拟合软件;H2O/CO2自动补偿软件;自检软件。
2.12红外光源:SiC陶瓷光源,空气冷却。
3.附件
3.1ATR附件,光谱范围375-7500cm-1。
3.2透射测量附件
3.3固体液体制样工具箱,包括:可拆卸液体池,10个垫片,KBr窗片(打孔),KBr窗片(平板),CaF2窗片(打孔),CaF2窗片(平板);KBr25mm粉末,50g;不锈钢刮铲;玛瑙研钵(4cm);注射器,2ml;样品卡(10片)。
3.415吨国产压片机和13mm模具
3.5国产品牌计算机2台。
进口
名称
数量
参数
备注
红外光谱仪
1
1.傅里叶变换红外光谱仪
2.性能参数:
2.1光谱范围:7,500-375cm-1
*2.2分辨率:优于0.8 cm-1,连续可调,最小步长优于0.1cm-1。
*2.3信噪比:优于40000:1
*2.4干涉仪:采用立体直角反射镜,定镜恒定不动,无需机械动态跟踪调整准直,光路永久准直,质保不低于10年。

发射光谱仪技术参数

发射光谱仪技术参数

发射光谱仪技术参数
光谱仪的技术参数包括但不限于以下几个方面:
1. 波长范围:光谱仪可检测的波长范围。

常见的光谱仪波长范围从紫外到红外,通常为200nm至2000nm。

2. 分辨率:光谱仪的分辨率决定了它能够分辨的最小波长差异。

分辨率可以描述为波长差异的最小可辨分的差额。

一般以nm
为单位。

3. 光谱采集速度:光谱仪的光谱采集速度指每秒钟采集的光谱数目或每秒所接受的光谱数目。

常见的光谱采集速度有kHz、MHz级别。

4. 光谱灵敏度:光谱仪的灵敏度用来衡量它对光信号的检测能力。

通常用最小可检测信号的光强来表示,单位可以是W或
者光子数。

5. 动态范围:光谱仪的动态范围定义了它所能检测到的最低和最高强度之间的比值。

通常以分贝(dB)为单位。

6. 探测器类型:光谱仪的探测器类型决定了它的检测灵敏度和响应速度。

常见的探测器类型有光电二极管(Photodiode)、
光电倍增管(Photomultiplier tube)、CCD(Charge-Coupled Device)等。

7. 接口和通讯:光谱仪通常需要与计算机或者其他设备进行数
据传输和控制。

与光谱仪连接的常见接口有USB、RS232C、TCP/IP等。

需要注意的是,不同型号和品牌的光谱仪在技术参数方面会有所差异,具体参数应当根据实际需求进行选择。

安捷伦240原子吸收光谱仪参数

安捷伦240原子吸收光谱仪参数

安捷伦240原子吸收光谱仪是一种常用的分析仪器,广泛应用于环境监测、药物分析、食品安全等领域。

了解仪器的参数对于准确使用和解读测试结果至关重要。

本文将从安捷伦240原子吸收光谱仪的性能指标、技术参数、工作原理等多个方面进行详细介绍。

一、性能指标1. 分辨率安捷伦240原子吸收光谱仪的分辨率通常在0.2-0.5nm之间,这意味着它可以区分出波长差异较小的光谱线,提高了测试的准确性。

2. 灵敏度灵敏度是衡量仪器检测能力的重要指标,安捷伦240原子吸收光谱仪在低浓度下的检测能力较强,能够满足对微量元素的快速检测需求。

3. 稳定性仪器的稳定性直接影响测试结果的准确性,安捷伦240原子吸收光谱仪在长时间测试过程中能保持良好的稳定性,减少了测试误差。

二、技术参数1. 光源类型安捷伦240原子吸收光谱仪采用中心偏振的铈灯作为光源,该光源稳定、寿命长,能够提供稳定的光谱信号。

2. 检测方式安捷伦240原子吸收光谱仪采用火焰原子吸收法进行检测,该方法对样品的前处理要求较低,适用于多种元素的检测。

3. 数据处理仪器配备了专业的数据处理软件,能够实现光谱信号的采集、分析和存储,为用户提供便捷的数据处理方案。

三、工作原理1. 原子吸收光谱仪的工作原理是利用样品中的元素原子对特定波长的光进行吸收的现象来进行元素分析。

安捷伦240原子吸收光谱仪通过光源激发样品中的原子,检测吸收光信号,然后根据光谱特征进行元素定量分析。

2. 仪器通过对样品进行预处理、光源激发、光谱信号检测和数据处理等步骤,最终得出样品中各元素的含量。

四、应用领域安捷伦240原子吸收光谱仪广泛应用于环境监测、煤矿安全监测、地质勘探、食品安全检测等领域。

其快速、精确的分析能力受到用户的一致好评。

总结安捷伦240原子吸收光谱仪作为一种先进的分析仪器,在性能指标、技术参数、工作原理等方面均具备优异的特点,能够满足不同领域的元素分析需求。

掌握仪器的参数对于用户准确地使用和评价测试结果非常重要。

光谱仪重要参数

光谱仪重要参数

光谱仪重要‎参数定义◆CCD电荷耦合器‎件(Charg‎er Coupl‎e d Devic‎e,缩写为CC‎D),硅基光敏元‎件的响应范‎围在短波近‎红外区域。

◆PDA二极管阵列‎(Photo‎d iode‎ Array‎,缩写为PD‎A).光电二极管‎阵列是由多‎个二极管单‎元(象素)组成的阵列‎,单元数可以‎是102,256或1‎024。

当信号光照‎射到光电二‎极管上时,光信号就会‎转换成电信‎号。

大部分光电‎二极管阵列‎都包括读出‎/积分放大器‎一体式的集‎成化信号处‎理电路。

光电二极管‎的优点是在‎近红外灵敏‎度高,响应速度快‎;缺点是象元‎数较少、在紫外波段‎没有响应。

◆薄型背照式‎薄型背照式‎电荷耦合器‎件(BT—CCD,Back Thinn‎ed Charg‎e Coupl‎e d Devic‎e),采用了特殊‎的制造工艺‎和特殊的锁‎相技术。

首先,与一般CC‎D相比,硅层厚度从‎数百微米减‎薄到20μ‎m以下;其次,它采用背照‎射结构,因此紫外光‎不必再穿越‎钝化层。

因此,不仅具有固‎体摄像器件‎的一般优点‎,而且具有噪‎声低,灵敏度高、动态范围大‎的优点。

BTCCD‎有很高的紫‎外光灵敏度‎,它在紫外波‎段的量子效‎率可以看到‎,在紫外波段‎,量子效率超‎过40%,可见光部分‎超过80%,甚至可以达‎到90%左右。

可见,BTCCD‎不仅可工作‎于紫外光,也可工作于‎可见光,是一种很优‎秀的宽波段‎检测器件。

◆狭缝光源入口。

狭缝面积影‎响通过的光‎强度。

狭缝宽度影‎响光学分辨‎率。

◆暗电流未打开光谱‎仪激发光源‎时,感光器件接‎收到的光电‎信号。

主要影响因‎素有温度,电子辐射等‎。

◆分辨率光学分辨率‎定义为光谱‎仪可以分开‎的最小波长‎差。

要把两个光‎谱线分开至‎少要把它们‎成象到探测‎器的两个相‎临象元上。

分辨率依赖‎于光栅的分‎辨本领、系统的有效‎焦长、设定的狭缝‎宽度、系统的光学‎像差以及其‎它参数。

光谱仪重要参数定义

光谱仪重要参数定义

光谱仪重要参数定义光谱仪是一种用于测量物质吸收、发射或散射光的仪器。

在光谱分析、物质组成分析、光化学反应研究等领域应用广泛。

光谱仪的性能参数对于其测量精度、灵敏度和可靠性起着重要作用。

下面将介绍一些光谱仪的重要参数以及其定义。

1.分辨率:分辨率是光谱仪区分两个波长间的能力。

通常表示为波长的比值,例如Δλ/λ,其中Δλ是两个波长之间的差值,λ是具体波长。

分辨率越高,光谱仪越能分辨出不同波长的光。

2.光谱范围:光谱范围是指光谱仪能够检测到的波长范围。

根据不同应用需要,光谱仪的光谱范围可以有所不同。

例如,紫外可见光谱仪的光谱范围通常为200-800纳米。

3.灵敏度:光谱仪的灵敏度是指它能够检测到的最小光信号强度。

灵敏度越高,光谱仪能够检测到更弱的光信号,提高分析的灵敏度。

4.波长精度:波长精度是指光谱仪在测量中的波长值与真实波长值之间的差距。

波长精度越高,光谱仪的波长测量结果与真实值越接近。

5.信噪比:信噪比是指有用信号的强度与噪声信号的强度之比。

信噪比越高,光谱仪能够更准确地测量信号,提高测量的可靠性。

6.线性范围:线性范围是指光谱仪能够线性测量的波长范围。

在线性范围内,光谱仪的输出信号与输入光信号呈线性关系。

通常情况下,线性范围越宽,光谱仪的应用范围越广。

7.响应时间:响应时间是指光谱仪在接收到光信号后输出响应的时间。

对于一些需要快速测量的应用,响应时间较短的光谱仪更加适合。

8.光栅或光晶体的分辨率:光栅或光晶体的分辨率是指光谱仪中光栅或光晶体能够分辨出的波长范围。

分辨率越高,光栅或光晶体能够提供更精确的波长选择。

9.光谱仪的稳定性:光谱仪的稳定性是指光谱仪在长时间使用中输出信号的稳定性。

稳定性越高,光谱仪的测量结果越可靠。

10.功率分辨率:功率分辨率是指光谱仪能够区分出不同光强度级别的能力。

功率分辨率越高,光谱仪能够提供更准确的光强度测量结果。

以上是一些光谱仪的重要参数及其定义。

不同的应用需要不同的参数。

光谱仪灵敏度计算方法

光谱仪灵敏度计算方法

光谱仪灵敏度计算方法一、引言光谱仪是一种广泛应用于化学、物理、生物和工程领域的分析仪器,它能够将物质与光相互作用后产生的光谱信号转化为可测量的电信号,从而实现对物质成分和结构的分析。

灵敏度作为光谱仪的重要性能指标,直接影响到分析的准确性和精度。

因此,掌握光谱仪灵敏度的计算方法,对于提高分析精度和准确度具有重要的意义。

二、光谱仪灵敏度的定义光谱仪的灵敏度是指仪器在一定的光谱范围内,能够检测到的最小光强或最小浓度。

它反映了仪器对微弱信号的检测能力。

在具体的定义中,灵敏度通常以两种方式表示:绝对灵敏度和相对灵敏度。

绝对灵敏度是指仪器能够检测到的最小光强(或浓度),而相对灵敏度则是指仪器输出信号变化量与输入光强(或浓度)变化量的比值。

三、光谱仪灵敏度的计算方法光谱仪灵敏度的计算方法主要包括直接测量法和间接测量法两种。

1.直接测量法:直接测量法是通过测量光谱仪的输出信号,如电压、电流等,与已知标准光源的输入信号之间的比例关系来确定灵敏度的。

这种方法需要使用标准光源,其优点是简单、直观,适用于实验室条件下对光谱仪性能的评估。

2.间接测量法:间接测量法是通过测量光谱仪对某种已知浓度的样品进行分析,然后根据样品的浓度和仪器输出信号之间的关系来计算灵敏度。

这种方法不需要标准光源,可以在实际应用中对光谱仪的灵敏度进行评估。

无论采用哪种方法,都需要对测量结果进行统计分析和误差分析,以确保结果的准确性和可靠性。

四、提高光谱仪灵敏度的方法提高光谱仪的灵敏度是提高其分析性能的重要途径之一。

以下是一些常用的提高光谱仪灵敏度的方法:1.提高光学系统的透过率和收集效率:优化光学系统的设计,提高光路的准直性和聚焦性能,减少光的散射和反射损失,从而提高光信号的收集效率。

同时,选择高透过率和低散射损失的光学材料,可以提高光信号的透过率。

2.降低系统噪声:系统噪声是影响光谱仪灵敏度的关键因素之一。

通过采用低噪声电子元件、优化电路设计和降低环境噪声等方法,可以有效降低系统噪声,从而提高仪器对微弱信号的检测能力。

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光谱仪重要参数定义◆CCD电荷耦合器件(Charger Coupled Device,缩写为CCD ),硅基光敏元件的响应范围在短波近红外区域。

◆PDA二极管阵列(Photodiode Array,缩写为PDA).光电二极管阵列是由多个二极管单元(象素)组成的阵列,单元数可以是102,256或1024。

当信号光照射到光电二极管上时,光信号就会转换成电信号。

大部分光电二极管阵列都包括读出/积分放大器一体式的集成化信号处理电路。

光电二极管的优点是在近红外灵敏度高,响应速度快;缺点是象元数较少、在紫外波段没有响应。

◆薄型背照式薄型背照式电荷耦合器件(BT—CCD,Back Thinned Charge Coupled Device),采用了特殊的制造工艺和特殊的锁相技术。

首先,与一般CCD相比,硅层厚度从数百微米减薄到20μm以下;其次,它采用背照射结构,因此紫外光不必再穿越钝化层。

因此,不仅具有固体摄像器件的一般优点,而且具有噪声低,灵敏度高、动态范围大的优点。

BTCCD有很高的紫外光灵敏度,它在紫外波段的量子效率可以看到,在紫外波段,量子效率超过40%,可见光部分超过80%,甚至可以达到90%左右。

可见,BTCCD不仅可工作于紫外光,也可工作于可见光,是一种很优秀的宽波段检测器件。

◆狭缝光源入口。

狭缝面积影响通过的光强度。

狭缝宽度影响光学分辨率。

◆暗电流未打开光谱仪激发光源时,感光器件接收到的光电信号。

主要影响因素有温度,电子辐射等。

◆分辨率光学分辨率定义为光谱仪可以分开的最小波长差。

要把两个光谱线分开至少要把它们成象到探测器的两个相临象元上。

分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。

光栅决定了波长在探测器上可分开的程度(色散),这对于分辨率来说是一个非常重要的变量。

另一个重要参数是进入到光谱仪的光束宽度,它基本上取决于光谱仪上安装的固定入射狭缝或入射光纤芯径(当没有安装狭缝时)。

狭缝的尺寸有:10,25或50μm×1000μm(高)或100,200或500μm×2000μm(高)。

在指定波长处,狭缝成象到探测器阵列上时会覆盖几个象元。

而如果要分开两条光谱线,就必须把它们色散到这个象尺寸加上一个象元。

当入射光纤的芯径大于狭缝的宽度时,分辨率就要由狭缝的宽度(有效宽度)来决定。

光谱仪分辨率可近似如下度量:R∝M·F/W其中M为光栅线数,F为谱仪焦距, W为狭缝宽度。

◆色散光谱仪的色散决定其分开波长的能力。

光谱仪的倒线色散可计算得到:沿光谱仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化,即:Δλ/Δχ=dcosβ/mF这里d、β、F分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距,m为衍射级次。

由方程可见,倒线色散不是常数,它随波长变化。

在所用波长范围内,变化可能超过2倍。

◆光栅和闪耀波长光栅作为重要的分光器件,它的选择与性能直接影响整个系统性能。

光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。

刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成;复制光栅是用母光栅复制而成。

典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。

全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。

全息光栅通常包括正弦刻槽。

刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。

光栅主要参数:1. 闪耀波长,闪耀波长为光栅最大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。

如实验为可见光范围,可选择闪耀波长为500nm。

2. 光栅刻线,光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率,刻线多光谱分辨率高,刻线少光谱覆盖范围宽,两者要根据实验灵活选择。

3. 光栅效率,光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。

光栅效率愈高,信号损失愈小。

为提高此效率,除提高光栅制作工艺外,还采用特殊镀膜,提高反射效率。

闪耀光栅非闪耀光栅其能量分布与单缝衍射相似,大部分能量集中在没有被色散的“零级光谱”中,小部分能量分散在其它各级光谱。

零级光谱不起分光作用,不能用于光谱分析。

而色散越来越大的一级、二级光谱,强度却越来越小。

为了降低零级光谱的强度,将辐射能集中于所要求的波长范围,近代的光栅采用定向闪耀的办法。

即将光栅刻痕刻成一定的形状,使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度,使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向,转移至由刻痕形状决定的反射方向。

结果使反射光方向光谱变强,这种现象称为闪耀。

辐射能量最大的波长称为闪耀波长。

光栅刻痕反射面与光栅平面的夹角,称为闪耀角。

每一个小反射面与光栅平面的夹角b保持一定,以控制每一小反射面对光的反射方向,使光能集中在所需要的一级光谱上,这种光栅称为闪耀光栅。

◆带宽带宽是不考虑光学像差、衍射、狭缝高度、扫描方法、检测器像素宽度等因素,在给定波长从光谱仪输出的波长宽度。

它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。

◆波长精度、重复性和准确度波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级,单位为nm。

通常,波长精度随波长变化。

波长重复性是光谱仪返回原波长的能力。

这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。

波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。

◆F/#F/#定义为光谱仪准直凹面反射镜的直径与焦距的比值。

光通过效率与F/#的平方成反比,F/#愈小,光通过率愈高。

光谱仪各项性能指标光谱学测量的基础是测量光辐射与波长的对应关系。

一般来说,光谱学测量的直接结果是由很多个离散的点构成曲线,每个点的横坐标(X轴)是波长,纵坐标(Y轴)是在这个波长处的强度。

因此,一个光谱仪的性能,可以粗略地分为下面几个大类:1. 波长范围(在X轴上的可以测量的范围);2. 波长分辨率(在X轴上可以分辨到什么程度的信号变化);3. 噪声等效功率和动态范围(在Y轴上可以测量的范围);4. 灵敏度与信噪比(在Y轴上可以分辨到什么程度的信号变化);5. 杂散光与稳定性(信号的测量是否可靠?是否可重现);6. 采样速度和时序精度(一秒钟可以采集多少个完整的光谱?采集光谱的时刻是否精确?)如果用户对这些性能指标有任何问题,请咨询Avantes公司的产品工程师。

1. 波长范围波长范围是光谱仪所能测量的波长区间。

最常见的光纤光谱仪的波长范围是200-1100nm,也就是可以探测紫外光、可见光和短波近红外光,可以扩展至200-2500nm,覆盖整个紫外-可见-近红外波段。

光栅及探测器的类型会影响波长范围。

一般来说,宽的波长范围意味着低的光谱分辨率,所以用户需要在波长范围和光谱分辨率两个参数间做权衡。

如果同时需要宽的波长范围和高的波长分辨率,则需要组合使用多个光谱仪通道(多通道光谱仪)。

2. 光谱分辨率顾名思义,光谱分辨率描述了光谱仪能够分辨波长的能力,最常用的光谱仪的波长分辨率大约为1nm(FWHM值),即可以区分间隔1nm的两条谱线。

Avantes公司可以提供的最高光谱分辨率为0.04nm。

光谱分辨率与光谱采样间隔(数据在x坐标上的间隔)是两个不同概念。

一般来说,高的光谱分辨率意味着窄的波长范围,所以用户需要在波长范围和光谱分辨率两个参数间做权衡。

如果同时需要宽的波长范围和高的光谱分辨率,则需要组合使用多个光谱仪通道(多通道光谱仪)。

3. 噪声等效功率和动态范围当信号的强度值与噪声的强度值相当时,从噪声中分辨信号就会非常困难。

一般用与噪声相当的信号的值(光谱辐照度或光谱辐亮度)来表征能一个光谱仪所能够测量的最弱的光强(Y 轴的最小值)。

噪声等效功率越小,光谱仪就可以测量更弱的信号。

狭缝的宽度、光栅的类型、探测器的类型等参数都会影响噪声等效功率。

因为这些参数也会影响波长范围和波长分辨率,用户需要在这些指标间做出取舍。

对探测器制冷(Avantes公司的制冷型光谱仪)有助于减小探测器的热噪声,提高探测器检测弱光的能力。

动态范围描述一个光谱仪所能够测量到的最强的信号与最弱的信号的比值。

最强的信号为光谱仪在信号不饱和情况下,测量到的最大值;最弱的信号用上述的噪声等效功率衡量。

动态范围主要受制于探测器。

动态范围是影响测量方便性的一个比较关键的指标。

目前,光纤光谱仪都是通过调整积分时间的方式等效地扩大动态范围,因此,动态范围一般不会对用户的测量带来困扰。

4. 灵敏度与信噪比(S/N)灵敏度描述了光谱仪把光信号转换为电信号的能力,高的灵敏度有助于减小电路自身的噪声对结果的影响。

狭缝的宽度、光栅的类型、探测器的类型以及电路板的性能都会影响灵敏度。

衍射效率高的光栅和量子效率高的探测器都有利于提高光谱仪的灵敏度。

人为地调高前置放大电路的放大倍数(也称增益)也会提高名义上的灵敏度,但同时也放大了噪声的影响,并不一定有助于实际的测量。

宽的狭缝会改善灵敏度,但也会降低分辨率,因此,需要用户综合考虑和权衡。

光谱仪的信噪比定义为:光谱仪在强光照射下,接近饱和时的信号的平均值与信号偏离平均值的抖动(以标准偏差横向)的比。

需要注意的是,因为定义中没有对光源做任何限制,使用这个定义所测量到的信噪比并不能等同于用户在实际实验中所能实现的信噪比。

光谱仪的信噪比主要受制于探测器。

此外,通过增加测量的平均次数,也可以提高信噪比,它们之间是开方的关系,如平均100次,信噪比提高10倍。

5. 干扰与稳定性实际光谱仪与理想光谱仪的重要区别之一是其内部存在杂散光等干扰。

杂散光会影响信号的准确性,并对测量弱信号带来麻烦。

超低杂散光平台(ULS)能够降低光路中的杂散光3-5倍。

光谱仪的光路和探测器都不可避免地随着环境而变化,例如,环境温度的变化会导致光谱仪波长(X轴)的漂移。

对光路和探测器做特殊处理能够增强光谱仪的长期稳定性。

然而,这些特殊处理会增加光谱仪的硬件成本。

6. 采样速度和时序精度Avantes公司的标准光谱仪可以在一秒钟内采集约900幅完整的光谱。

当需要研究在更短时间内的光谱变化时,更快速的光谱仪可以在一秒钟内采集高达8000幅光谱。

然而,这些光谱仪往往在光谱分辨率等指标上不能与标准光谱仪媲美,用户也需综合考虑各项指标。

光谱仪必须具备好的时序性能方能捕捉到很短的脉冲信号。

不同类型的光谱仪的时序精度差别很大,性能好的可以到纳秒量级的时间精度,而性能差的只能到毫秒量级的时间精度。

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