微型光谱仪由哪些部件构成？微型光谱仪有几种分光方式？

微型光谱仪是光谱学及光谱技术中非常重要的光谱特性分析仪器，它利用光学原理，对物质的结构成分及光源的光谱特性进行测试、分析处理，具有测试精度高、光谱范围广、速度快等特点。那么，微型光谱仪由哪些部件构成？微型光谱仪有几种分光方式？本文为大家做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

微型光谱仪的构成：

光谱仪是光谱学及光谱技术中非常重要的光谱特性分析仪器，它利用光学原理，对物质的结构成分及光源的光谱特性进行测试、分析处理，具有测试精度高、光谱范围广、速度快等特点。光纤、光学元件成本的降低及线性阵列检测器件的出现，使得光谱技术有了更广阔的应用领域，加快了微型光谱仪的发展。

微型光谱仪同一般光谱仪一样，包括光学系统，光电探测器及处理电路。光学系统由入射狭缝、准直部分、色散部分、聚焦部分组成，入射狭缝将入射的光学信号构建成一个明确的物像；准直部分将光学信号的光线平行，可以是透镜、反射镜或色散元件的部分功能；色散部分将平行光在空间上进行色散，通常采用光栅；聚焦部分聚集色散的光学信号，使大部分入射狭缝的单色影像聚焦于焦平面。光电探测器一般是CCD阵列或其它的光检测阵列。电路部分主要是线阵CCD探测器驱动及外围电路，还有微型光谱仪数据采集模块，包括AD转换及接口设计等。光束由狭缝进入微型光谱仪内部，经光栅分光后汇聚到线阵CCD上，CCD将光信号转换为电压信号，经A/D转换后由数据采集电路获取，以数字信号的形式输出并送给上位机。

微型光谱仪有几种分光方式？

微型光谱仪的核心是光学平台设计，目前比较普遍的两种分光结构是平面光栅分光及凹面光栅分光，平面光栅的原理图如下图所示。

凹面光栅兼有分光和成像的功能，它可替代平面光栅结构的两块凹面反射镜和平面光栅，如下图所示，进一步简化了光谱仪的结构，使得微型光谱仪结构更稳固，体积更微小，有助于集成化。

微型光谱仪的主要性能参数介绍：

1.光谱覆盖范围

指的是光信号能被微型光谱仪检测到的波长范围。

2.光谱分辨率

能被光谱仪分辨出的最小的波长差值，不仅与光谱仪的光谱覆盖范围、探测器的像元宽度及像元数密切相关，还与狭缝宽度和光栅的刻线密度有关。通常用半高全宽值（FWHM）表述，以便对光谱仪的实际光学性能进行直接描述。

3.灵敏度

定义为能被光谱仪检测到的最小光能量，取决于光谱仪的光通量与探测器的光感应灵敏度。

4.信噪比

光谱仪的信号能量水平与噪声水平的比值。信噪比与光谱仪的探测器性能、电路噪声和光路杂散光相关。对于CCD光谱仪，较高的灵敏度导致了较低的信噪比。

5.动态范围

可被微型光谱仪测试到的最大与最小光能量的比值。

5.光栅

光栅将从狭缝入射的光在空间上进行色散，建立发光强度与波长的函数，它是微型光谱仪核心部分。对于一个给定的光学平台和线阵CCD探测器，光栅控制着光谱仪的光谱覆盖范围、光谱分辨率和杂散光水平等。另一方面，不同的光栅闪耀波长（即最高效率）

位置各不相同，影响系统的灵敏度。

6.狭缝

狭缝也是微型光谱仪的一个重要因素。狭缝的大小直接影响到光谱仪的分辨率，狭缝越小，分辨率越高，反之亦然；另外，狭缝大小也直接影响到光谱仪的光通量。狭缝越大，进入光学平台的光通量越多，即灵敏度越高，狭缝越小，光通量越小。从本质上说，需要折中兼顾光谱仪的分辨率和灵敏度。常用的狭缝宽度有10um、25um、50um、100um.