光纖光譜儀

1666 年，英國物理學(xué)家牛頓將太陽光通過圓孔射到置于暗室中的三棱鏡上，太陽光通過三棱鏡分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七種彩色圓象。他在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中把分離的彩色圓象再通過同樣的三棱鏡，將它又重新組合成“白光”。牛頓的這個(gè)實(shí)驗(yàn)建立了光譜學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。微型光譜儀

1802 年沃拉斯頓利用狹縫代替了牛頓分光裝置中的圓孔，使光譜儀器的分辨率急速提高。1859 年克?；舴蚝捅旧鸀榱搜芯拷饘俚墓庾V，自己設(shè)計(jì)和制造了一種完善的分光裝置，是世界上首臺(tái)實(shí)用的光譜儀器。從牛頓到克希霍夫和本生共經(jīng)歷了將近兩百年的時(shí)間，逐漸形成了現(xiàn)代光譜儀器的基礎(chǔ)。微型光譜儀

普通全息川型凹面光柵【具有準(zhǔn)直、色散以及成像功能,在上簡化了色散光譜成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),但是由于其成像特性符合羅蘭圓結(jié)構(gòu),成像譜面為曲面,無法使用線陣或面陣探測器進(jìn)行全譜測量,所以只是被廣泛地應(yīng)用于單色儀成像系統(tǒng)。作為改進(jìn)型型全息凹面光柵降,平場全息凹面光柵不僅具有準(zhǔn)直、色散以及成像功能,而且還具有平直的成像光譜面。配合線陣或面陣光電探測器,使得成像光譜的光電直讀成為可能,整體系統(tǒng)只包含平場全息凹面光柵一個(gè)光學(xué)元件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,非常有利于光譜儀微型化的實(shí)現(xiàn)。微型光譜儀

在光能利用率方面,雖然此類系統(tǒng)光學(xué)元件少,減少了成像過程中光束在光學(xué)界面上的損耗,但是由于平場全息凹面光柵的效率較其他類型的光柵低,所以系統(tǒng)光能利用率的提升有限。其次因?yàn)榇罂讖降拇祟惞鈻烹y以設(shè)計(jì),孔徑越大殘留像差如球差、彗差及譜面彎曲等也越大,可能會(huì)嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的成像質(zhì)量,所以系統(tǒng)的集光率也受到了一定的限制。微型光譜儀

便攜式光譜儀都采用閃耀光柵。當(dāng)光柵刻劃成銀齒形的線槽斷面時(shí)，光柵的光能量集中在預(yù)定的方向上，即某一光譜級(jí)上，從這個(gè)方向探測的時(shí)候，光譜的強(qiáng)度強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為閃耀，這種光柵稱為閃耀光柵。在閃耀光柵中，槽面與光柵的表面呈一定的夾角，這個(gè)夾角稱作閃耀角。光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的波長稱為閃耀波長。微型光譜儀

光譜學(xué)儀器的成像系統(tǒng)基于高斯光學(xué)理論，高斯光學(xué)也成為近軸范圍的幾何光學(xué)。光譜儀器的成像系統(tǒng)應(yīng)該只是傳播物體的像，在傳播的過程中像本身不會(huì)發(fā)生扭曲形變，只可能同比例的放大或者縮小，所Ｗ光譜儀成像系統(tǒng)應(yīng)該滿足下幾個(gè)特點(diǎn)：

１）準(zhǔn)直鏡的出射光束必須是平行的；

２）光柵只起到分光作用，不能參與成像；

３）物鏡焦面所獲得的單色像是狹縫的無扭曲變形同比例放大或縮小的像；

便攜式制冷型光纖光譜儀中的光學(xué)元件有狹縫、光閑、準(zhǔn)直鏡、光柵、物鏡、CCD，狹縫與光鬧是通過激光切割來實(shí)現(xiàn)的，本設(shè)汁的狹縫與光巧是通過激光在鉛片上切割來實(shí)現(xiàn)的，狹縫與光闌的切割邊緣毛刺較少。微型光譜儀

狹縫與光閑是直接固定在光譜儀光纖接口的狹縫座內(nèi)，在裝配過程中要保證狹縫方向與機(jī)殼底面垂直。準(zhǔn)直鏡與物鏡的鏡架需要能夠支持準(zhǔn)直鏡與物鏡的俯仰角度調(diào)節(jié)，并且還要能夠支持小角度的旋轉(zhuǎn)，光柵支架的設(shè)計(jì)需要光柵能夠旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。CCD的支架設(shè)計(jì)需要配合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電路布局。微型光譜儀

光譜儀的機(jī)殼首先要保證光學(xué)系統(tǒng)的性能，同時(shí)還要隔絕外界干化，并且要預(yù)留足夠空間方便光學(xué)鏡架調(diào)節(jié)和散熱片與風(fēng)扇的安裝。電路的布局限位要根據(jù)光譜儀的機(jī)殼來確定，確保電路焊接的器件不與機(jī)殼干涉。并且結(jié)構(gòu)要徑便，方便攜帶。微型光譜儀