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光纖光譜儀有哪些方面的應(yīng)用？
閱讀：1177 發(fā)布時(shí)間：2020-10-26
光纖光譜儀通常采用光纖作為信號(hào)耦合器件，將被測(cè)光耦合到光譜儀中進(jìn)行光譜分析。由于光纖的方便性，用戶(hù)可以非常靈活的搭建光譜采集系統(tǒng)。
光纖光譜儀以其檢測(cè)精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為光譜測(cè)量學(xué)中使用的重要測(cè)量?jī)x器，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)、地質(zhì)、食品安全、色度計(jì)算、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、LED檢測(cè)、半導(dǎo)體工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域。
1、發(fā)射光譜測(cè)量
發(fā)射光譜測(cè)量可以用不同的實(shí)驗(yàn)布局和波長(zhǎng)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)，還要用到余弦校正器或積分球。發(fā)射光譜測(cè)量可以在紫外/可見(jiàn)和可見(jiàn)/近紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)量。
對(duì)于發(fā)射光譜的測(cè)量，光譜儀可以配置成波長(zhǎng)范圍從200-400nm或350-1100nm，或組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)紫外/可見(jiàn)200-1100nm，并可以在定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行輻射定標(biāo)。定標(biāo)后的實(shí)驗(yàn)布局不能改變，如光纖和勻光器都不能更改。
2、發(fā)光二極管(LED)測(cè)量
LED測(cè)量系統(tǒng)用于LED光源的光譜強(qiáng)度及顏色指標(biāo)測(cè)量。較簡(jiǎn)單而且迅速地測(cè)量LED的整個(gè)光通量的方法就是使用一個(gè)積分球，并把它連接到一個(gè)光譜儀上。該系統(tǒng)可以用鹵素?zé)暨M(jìn)行定標(biāo)(LS-1-CAL-INT)，然后用從測(cè)量到的光譜分布計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)輻射量的測(cè)量。
3、薄膜厚度測(cè)量
光學(xué)的膜厚測(cè)量系統(tǒng)基于白光干涉測(cè)量原理，可以測(cè)量的膜層厚度10nm-50μm，分辨率為1nm。薄膜測(cè)量在半導(dǎo)體晶片生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常被用到，因?yàn)榈入x子體刻蝕和淀積過(guò)程需要監(jiān)控；其它應(yīng)用如：在金屬和玻璃材料基底上鍍透明光學(xué)膜層也需要測(cè)量膜層厚度。
4、透射吸收測(cè)量
透射吸收測(cè)量用于測(cè)定液體或氣體中介質(zhì)對(duì)作用光的吸收，依據(jù)比耳定律，吸光度正比于摩爾吸收率、光程和樣品介質(zhì)濃度。
5、反射測(cè)量
反射測(cè)量方式分為鏡面反射和漫反射測(cè)量，在實(shí)際測(cè)量中，可以采用不同的參考白板和測(cè)量角度來(lái)進(jìn)行區(qū)分。反射測(cè)量用于測(cè)定樣品的化學(xué)成分及表面顏色相關(guān)信息。
6、激光測(cè)量
根據(jù)激光光譜的特征，檢測(cè)系統(tǒng)配置高分辨率的光纖光譜儀，同時(shí)可用積分球或余弦校正器來(lái)衰減入射光，以避免CCD探測(cè)器的飽和。
7、熒光測(cè)量
熒光測(cè)量因其光譜信號(hào)特別弱，因此需要一個(gè)高靈敏的探測(cè)器及一個(gè)高效率的濾光片，將樣品激發(fā)出的微弱信號(hào)光和高強(qiáng)度的激發(fā)光區(qū)別開(kāi)來(lái)。
8、氧含量測(cè)量
氧含量是通過(guò)光纖探頭熒光團(tuán)的熒光強(qiáng)度的衰減來(lái)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)用熒光淬滅原理可以測(cè)量溶解氧或氣態(tài)氧的分壓，從而探測(cè)出環(huán)境的氧含量。
9、拉曼光譜測(cè)量
拉曼光譜與紅外吸收光譜同為研究物質(zhì)的分子振動(dòng)能級(jí)從而分析物質(zhì)的組成，但相對(duì)于紅外吸收光譜，拉曼光譜的譜線(xiàn)較為簡(jiǎn)單且具有*性，而且被測(cè)物不需進(jìn)行前處理，因此在判斷物質(zhì)組成成分時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì)。拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)特別適用于反應(yīng)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品識(shí)別、遙感及介質(zhì)中高散射粒子的判定。
10、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)測(cè)量
LIBS是一種用于固體、液體及氣體中進(jìn)行實(shí)時(shí)、定性及半定量的光譜元素分析技術(shù)，其工作原理是高強(qiáng)度的脈沖激光聚焦在樣品表面，脈寬為10ns的激光脈沖蒸發(fā)樣品產(chǎn)生等離子體，隨著等離子體的冷卻，處于激發(fā)態(tài)的原子發(fā)射出元素的特征光譜，這個(gè)光譜被光纖探頭收集并傳送到光譜儀，通過(guò)光譜分析軟件中預(yù)存的樣品特征光譜進(jìn)行比對(duì)分析。