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如何提升光譜儀的光譜分辨率?

點擊次數(shù):2483  更新時間:2023-02-22
  光譜分辨率是指把光譜特征、譜帶分解成為分離的成分的能力。光譜分辨率是一個重要的實驗參數(shù)。如果分辨率太低,就會丟失光譜信息,妨礙正確地識別和表征樣品。如果分辨率太高,總的測量時間將會遠遠超過必要的時間。光譜分辨率“過低”或者“過高”取決于特定的應用以及期望從實驗中得到什么樣的信息。
  光譜分辨率被嚴格定義為儀器達到光譜響應大值的50%時的波長寬度。它是主要的儀器指標之一,也是儀器質量的綜合反映。
  限制光譜儀分辨率的因素
  各種光學儀器成像的清晰程度不僅要從幾何光學的定律來考慮,選擇透鏡焦距、多個透鏡的組合等,終還要受光的衍射現(xiàn)象的限制.當放大率大到一定程度后,儀器分辨物體細節(jié)的性能不會再提高了.這是由于衍射的限制,光學儀器的分辨能力有一個高的極限.根據(jù)瑞利準則,當兩條強度分布輪廓相同的譜線#1的大值和#2的小值相重疊時,它們剛好能被分辨.
  如何提高光譜儀分辨率
  儀器的分辨率主要取決于儀器分光系統(tǒng)的性能。
  對于色散型儀器而言,其分辨率取決于分光后狹縫截取的波段精度,狹縫越小截取的波段越窄,分辨率越高。但隨之而來的是能量急劇下降,靈敏度不斷降低,為了兼顧檢出靈敏度,就不能讓狹縫無限制地縮小來提高分辨率,因此,要想讓色散型的儀器分辨率達到0.1cm-1,又能得到一張質量良好的譜圖是很困難的事。
  而對于傅里葉型的近紅外光譜儀,由于有多路通過的特點,無狹縫的限制,因此儀器的分辨率僅取決于干涉采樣數(shù)據(jù)點的多少,即對一定波長的光束來說,儀器的分辨率只與干涉儀動鏡的移動距離有關.要想獲得高分辨率,就要使動鏡移動較大的距離,而移動距離越大,干涉儀制作起來就越困難.因此,就要改變光譜儀的設計,利用較短的移動來獲得較大的光程差.
  分得愈細,波段愈多,光譜分辨率就愈高,現(xiàn)在的技術可以達到5~6nm(納米)量級,400多個波段。細分光譜可以提高自動區(qū)分和識別目標性質和組成成分的能力。傳感器的波譜范圍,一般來說波譜范圍窄,則相應光譜分辨率高。
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