小型光纖光譜儀的研究

  從1666年牛頓通過(guò)三棱鏡將太陽(yáng)光分解為七色光開(kāi)始,光譜儀器的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了數(shù)百年的時(shí)間,在這期間,光譜儀器的技術(shù)一步步走向成熟。如今,光譜儀器已經(jīng)成為了以光為中心,集光機(jī)電算于一體的精密分析儀器,在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物醫(yī)藥、國(guó)防、天文等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在地礦勘探、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域?qū)?a target="_blank">光譜儀器的小型化、輕量化提出了更高的要求。與傳統(tǒng)大型光譜儀器相比,小型光譜儀具有體積小、重量輕、使用靈活、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)小型光譜儀可以作為光電接口設(shè)備與光纖探頭聯(lián)合使用,使測(cè)量更加方便。

  因此小型光譜儀的研究越來(lái)越受到重視,成為了目前光譜儀器研制的熱點(diǎn)。本文首先回顧了光譜儀器的發(fā)展歷史并分析了目前光譜儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),從色散性光譜儀器的基本組成和原理入手,介紹了其基本特性工作光譜區(qū)、色散率、分辨率、光強(qiáng)度及工作效率。然后分別介紹了色散型光譜儀器的幾個(gè)組成部分色散系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和接收系統(tǒng)及其特性參數(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)分析和比較,選用對(duì)稱的切爾尼—特納光路系統(tǒng),用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX對(duì)該光路的實(shí)際情況進(jìn)行了模擬,并進(jìn)行了消彗差的優(yōu)化設(shè)計(jì)。