微型光譜儀的典型應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

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微型光譜儀應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，由于微型光譜儀的體積小，所以適合于便攜，手持，現(xiàn)場(chǎng)，在線，原位，活體，非破壞性應(yīng)用場(chǎng)合。由于光纖的使用，所以適合在有害環(huán)境下(包括化學(xué)，生物，放射性)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量。由于微型光譜儀內(nèi)無(wú)移動(dòng)部件，可靠性高，因此，適合于工作在環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。由于采用探測(cè)器陳列，可一次獲得全光譜，測(cè)試速度快，因此適合需要高速測(cè)量的應(yīng)用，例如工業(yè)在線檢測(cè)，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)。下面介紹一些典型應(yīng)用。

1、透射/反射測(cè)量

透射/反射光譜是材料本身的一項(xiàng)重要光學(xué)特性，在現(xiàn)今工業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，對(duì)材料本身特性的質(zhì)量控制越來(lái)越嚴(yán)格，從而利用光纖光譜儀進(jìn)行快速準(zhǔn)確的透射光譜/反射光譜的測(cè)量技術(shù)也開(kāi)始日漸成熟。對(duì)于不同種類(lèi)的樣品，為了獲取更好的光譜數(shù)據(jù)，透射、反射這兩種基本模式又會(huì)演化為更多的形式。

2、紫外/可見(jiàn)吸收光譜測(cè)量

液體的吸收率測(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)，如使用浸入型光纖探頭或流動(dòng)樣品池進(jìn)行在線吸收率測(cè)量，或使用樣品固定器進(jìn)行樣品的吸收率測(cè)量。對(duì)于測(cè)量紫外/可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍的光譜儀，可以選擇波長(zhǎng)范圍200-1100nm、分辨率1.4nm(FWHM)。此外還需要氘-鹵素?zé)糇鳛楣庠?。不同的?yīng)用可以選擇不同的光纖探頭。

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、輻射/發(fā)光
輻射/發(fā)光測(cè)量可以使用不同的實(shí)驗(yàn)裝置和在不同的波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行，如余弦校正器、準(zhǔn)直透鏡或積分球，光譜范圍可以是紫外/可見(jiàn)波段，也可以是可見(jiàn)/近紅外波段。

5、農(nóng)業(yè)與食品

在水果收獲期間監(jiān)測(cè)水果質(zhì)量，并把好的產(chǎn)品運(yùn)送到市場(chǎng)，在現(xiàn)代糧食生產(chǎn)的可持續(xù)性正變得越來(lái)越重要。在生產(chǎn)過(guò)程中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)大致包括可溶性固體含量、含水量或硬度。而從市場(chǎng)的角度來(lái)看，收獲后還可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)淤青、燙傷、霜凍以及腐爛的損害，使生產(chǎn)者即在保持高產(chǎn)量的同時(shí)也能將好的產(chǎn)品帶給消費(fèi)者。

6、顏色測(cè)量

一般來(lái)說(shuō)，物體和濃稠液體的顏色測(cè)量可以使用不同的實(shí)驗(yàn)布局，比如使用反射型光纖探頭或積分球。在該測(cè)量中，可以使用波長(zhǎng)范圍在380到780nm，分辨率（FWHM）為5nm的光譜儀；此外，還需要白光連續(xù)光源和白色反射瓦。對(duì)于測(cè)量紡織品、紙張、水果、葡萄酒、鳥(niǎo)類(lèi)羽毛顏色等不同的應(yīng)用可以使用不同的光纖探頭。

7、熒光
熒光測(cè)量對(duì)許多生物學(xué)（葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素）、生物醫(yī)學(xué)（病變的熒光診斷）和環(huán)境監(jiān)測(cè)是非常有效的測(cè)量手段。熒光測(cè)量通常需要高靈敏度的光譜儀。對(duì)于大多數(shù)熒光應(yīng)用來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的熒光能量只相當(dāng)于激發(fā)光能量的3%左右。熒光的光子能量比激發(fā)光的光子能量要小（所以波長(zhǎng)要長(zhǎng)），而且一般都是散射光（在各個(gè)方向上輻射能量）。

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