1. 什么是微型光纖光譜儀?
光纖光譜儀是一種用于檢測(cè)電磁譜中特定區(qū)域的光特性的儀器。它收集光，然后將其進(jìn)行光譜色散，最后將光信號(hào)重構(gòu)像為一系列的單色影像，從而對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
入射狹縫：是指將入射的光學(xué)信號(hào)構(gòu)建成一個(gè)明確的物像;
準(zhǔn)直部分： 使光學(xué)信號(hào)的光線(xiàn)平行。該準(zhǔn)直器可以為透鏡、反射鏡或色散元件的部分功能，如在凹面光柵光譜儀中的凹面光柵的部分功能;
色散部分：通常采用光柵，將平行光在空間上進(jìn)行色散;
聚焦部分：收集色散的光學(xué)信號(hào)，使得大部分入射狹縫的單色影像聚焦于焦平面;
陣列檢測(cè)器：放置于焦平面，從而檢測(cè)大部分單色影像的光強(qiáng)度。該檢測(cè)器可以是CCD陣列或其它的光檢測(cè)陣列。
2. 如何評(píng)價(jià)光纖光譜儀性能?
光纖光譜儀的性能可以用以下六個(gè)參數(shù)來(lái)體現(xiàn)：
光譜覆蓋范圍：指的是光信號(hào)能被光纖光譜儀檢測(cè)到的波長(zhǎng)范圍。
光譜分辨率：能被光纖光譜儀分辨開(kāi)的最小的波長(zhǎng)差值，光譜分辨率與光譜儀的光譜覆蓋范圍、狹縫寬度、檢測(cè)器的像元寬度及像元數(shù)密切相關(guān)。
靈敏度：能被光纖光譜儀檢測(cè)到的最小的光能量，它取決于光譜儀的光通量與檢測(cè)器的光感應(yīng)靈敏度。
動(dòng)態(tài)范圍：可被光纖光譜儀測(cè)量到的最大與最小光能量的比值。
信噪比：光纖光譜儀的信號(hào)能量水平與噪聲水平的比值。
光譜獲取速度：在一定的入射光能量水平下，光纖光譜儀產(chǎn)生可測(cè)量到的信號(hào)并獲得譜圖所需的時(shí)間。
對(duì)于光纖光譜儀來(lái)說(shuō)，這六個(gè)參數(shù)是密切相關(guān)，互相影響的。
3. 光譜覆蓋范圍
光譜覆蓋范圍與光纖光譜儀的有效焦距、衍射光柵的刻線(xiàn)數(shù)、檢測(cè)器的寬度密切相關(guān)。另外，光譜覆蓋范圍的中心波長(zhǎng)的選擇對(duì)光譜覆蓋范圍也有一定的影響。
4. 信噪比
信噪比指測(cè)得的信號(hào)與疊加在信號(hào)上的噪聲的比值。
信噪比與光纖光譜儀的檢測(cè)器性能、電路噪聲和光路雜散光相關(guān)。
對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，光纖光譜儀的信噪比越高，其測(cè)量值的偏差就越小。
5. 入射狹縫直接影響光纖光譜儀的分辨率和光通量
光纖光譜儀的檢測(cè)器最終檢測(cè)到的是狹縫投射到檢測(cè)器上的像，因此狹縫的大小直接影響到光譜儀的分辨率，狹縫越小，分辨率越高，狹縫越大，分辨率越低;另外狹縫是光進(jìn)入光譜儀的門(mén)戶(hù)，其大小也直接影響到光纖光譜儀的光通量。狹縫越大，光通量越大，狹縫越小，光通量越小。
衍射光柵將從狹縫入射的光在空間上進(jìn)行色散，使其光強(qiáng)度成為波長(zhǎng)的函數(shù)。它是光纖光譜儀進(jìn)行分光檢測(cè)的基礎(chǔ)，是光譜儀的核心部分。對(duì)于一個(gè)給定的光學(xué)平臺(tái)和陣列式檢測(cè)器，我們可以通過(guò)選擇不同的衍射光柵來(lái)對(duì)光譜儀的光譜覆蓋范圍、光譜分辨率和雜散光水平進(jìn)行額外的控制。
檢測(cè)器是光纖光譜儀的最核心部分，直接決定了光譜儀的光譜覆蓋范圍、靈敏度、分辨率及信噪比等指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)器的材料決定了其光譜覆蓋范圍，硅基檢測(cè)器其波長(zhǎng)覆蓋范圍一般為190～1100nm，而InGaAs和PbS檢測(cè)器覆蓋900～2900nm的波長(zhǎng)范圍。而檢測(cè)器的工作原理、制造方法及摻雜材料決定了其靈敏度、覆蓋范圍和信噪比等指標(biāo)。
6. 光譜獲取速度
光譜獲取速度與光譜儀的靈敏度、光譜儀的讀出速度及PC接口速度成正比。光纖光譜儀的讀出速度主要與光譜儀內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)，而PC接口速度是限制光譜獲取速度的一個(gè)重要因素。
7. 動(dòng)態(tài)范圍
檢測(cè)器陣列的動(dòng)態(tài)范圍常常用來(lái)作為衡量光纖光譜儀性能規(guī)格的參考。
一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍越大，其所檢測(cè)的光強(qiáng)度范圍越大，光譜儀的信噪比與穩(wěn)定性也就相對(duì)更好。
注：不同的器件制造廠(chǎng)家具有對(duì)動(dòng)態(tài)范圍具有不同的定義。
對(duì)于非科學(xué)級(jí)淺量阱的器件來(lái)說(shuō)，常常使用飽和信號(hào)與暗噪聲信號(hào)的比值來(lái)定義。
對(duì)于科學(xué)級(jí)器件來(lái)說(shuō)，則常常采用量阱深度與讀出噪聲的比值來(lái)定義。
比值越大，動(dòng)態(tài)范圍越高，因此光譜儀性能也就越好。
8. 決定光纖光譜儀的主要性能指標(biāo)
1.入射狹縫
2. 衍射光柵
3. 檢測(cè)器
