一篇關于光譜分析儀各參數(shù)的含義

　　今天為大家?guī)硪黄P于光譜分析儀各參數(shù)的含義，不了解這方面內(nèi)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(qū)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(tǒng)的有效焦長、系統(tǒng)的光學像差等參數(shù)。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(shù)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(chǎn)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(tǒng)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(tài)范圍
 

　　動態(tài)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(tài)范圍越大，所探測的光強度范圍越大，光譜儀的信噪比與穩(wěn)定性也就更好。
 

　　增大動態(tài)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(shù)時產(chǎn)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(fā)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(nèi)，可以通過對多次讀數(shù)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(nèi)數(shù)據(jù)處理速度的快慢。讀出速度越快，單位時間內(nèi)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(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及PC接口速度相關。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)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(xiàn)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(wěn)定性、系統(tǒng)的空間抗干擾能力等因素。