一篇關于光譜分析儀各參數的含義

　　今天為大家帶來一篇關于光譜分析儀各參數的含義，不了解這方面內容的可千萬不要錯過了。
 

　　1 光譜范圍
 

　　波長范圍指光譜儀所能測量的波長區間，通常測量可見光選擇380nm-780nm的范圍，測量紫外光譜選擇250nm–850nm，測量紅外光譜選擇350nm–1100nm。光柵及探測器的類型會影響波長范圍，通常寬的波長范圍意味著低的光譜分辨率。
 

　　2 光譜分辨率
 

　　光譜分辨率指能被光譜儀分辨開的最小波長差，光譜儀中有實際意義的分辨率定義是測量單個譜線的半高寬(FWHM)，即最大峰值光強50%處所對應的譜線寬度。
 

　　分辨率依賴于狹縫寬度、光柵的分辨能力、系統的有效焦長、系統的光學像差等參數。入射狹縫決定了進入到光譜儀的光束寬度，狹縫越窄分辨率也越高;光柵刻劃線數越多，色散效應隨波長變化就會越明顯，在最長波長處會得到最高分辨率;高像素的 CCD 探測器也可以獲得更高的光譜分辨率。但是，分辨率越高，光信號越弱，噪聲比也會變差，因此二者要適當兼顧。
 

　　3 靈敏度
 

　　靈敏度定義為某一特定波長照射到像元上的單位輻射度所產生的電信號輸出，主要影響因素有光柵的效率、探測器材料等因素。
 

　　探測器的靈敏度在很大程度上由其材料特性決定，在CCD探測器上安裝靈敏度增強透鏡可以提高系統的靈敏度。適當增大狹縫，增加入射光通量，也能提高靈敏度。
 

　　4 動態范圍
 

　　動態范圍指光譜儀能測量到的最大與最小光能量的比值，比值越大性能越好。探測器的動態范圍越大，所探測的光強度范圍越大，光譜儀的信噪比與穩定性也就更好。
 

　　增大動態范圍的途徑是降低探測器的暗電流和噪聲，可采用制冷型CCD，或選擇量子效率更高、像素更大的CCD器件。
 

　　5 信噪比
 

　　信噪比指測得的信號能量水平與疊加在信號上的噪聲水平的比值，信噪比越高，其測量值的偏差就越小。信噪比與光譜儀的探測器性能、電路噪聲和光路雜散光相關。光譜儀的檢測限也與信噪比直接相關，通常將測量的檢測限定義為在信噪比為3時可成功測量到的信號水平。
 

　　對于CCD光譜儀，靈敏度越高，檢測到的噪聲信號越高，信噪比也就越低。CCD探測器的噪聲包括自身的隨機噪聲、因溫度引起的熱噪聲、讀數時產生的讀出噪聲等幾種。其中讀出噪聲與讀取的速度有關，它發生在每次電荷轉移過程中，因此讀取速度越快，讀出噪聲也越高。在一定范圍內，可以通過對多次讀數進行平均來提高信噪比。另外，在犧牲分辨率的前提下，通過像素打包(BINNING)技術，將CCD探測器的多個像素綁定后對積累的電荷求和，也可以提高讀取速度及信噪比。
 

　　6 讀出速度
 

　　讀出速度指在一定的入射光水平下，光譜儀輸出譜圖信號所需的時間，用來表征單位時間內數據處理速度的快慢。讀出速度越快，單位時間內獲得的信息越多，但同時讀出噪聲也越高。
 

　　讀出速度與光譜儀的靈敏度、光譜儀的數據處理系統及PC接口速度相關。數據處理系統的A/D轉換器速率越高，光譜儀的讀出速度越快。USB2.0接口的最快速度可達到100張譜圖/s，而RS232接口的最快速度只能達到2張譜圖/s。
 

　　7 重復性
 

　　重復性是指光譜儀對多次測量同一樣品的一致性。在機械掃描式光譜儀中，由于步進電機帶來的機械定位問題，重復定位到同一波長有可能會出現誤差，重復性可以用來衡量光譜儀返回原波長的能力。在陣列式光譜儀中，因為沒有運動部件，因此不存在波長定位問題，其測量重復性主要取決于探測器類型、暗電流噪聲、測試電路的穩定性、系統的空間抗干擾能力等因素。