光纖光譜儀通過光纖傳導(dǎo)光信號并分光檢測,廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)領(lǐng)域。光纖光譜儀是一種基于光學(xué)色散原理,通過光纖傳導(dǎo)光信號,實現(xiàn)對光的波長、強度等參數(shù)進行快速、高精度分析的儀器。它憑借體積小、響應(yīng)速度快、靈活性高(可遠程測量)等優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療等多個領(lǐng)域,逐步取代了部分傳統(tǒng)大型光譜分析設(shè)備。
光纖光譜儀的工作原理基于光的色散和光電轉(zhuǎn)換。其核心流程如下:
光信號采集:光源(如白光源、激光器或LED)產(chǎn)生光信號,照射待測樣品。樣品吸收、反射或透射光信號后,攜帶樣品信息的光進入光纖。
光信號傳輸:光纖將光信號傳輸至光譜儀內(nèi)部,保持信號完整且減少光學(xué)干擾。
光信號分解:光信號通過入射狹縫進入準直物鏡,變成準平行光后照射到光柵上。光柵利用衍射原理將不同波長的光分散,形成光譜。
光信號聚焦:成像反射鏡將分散的光譜聚焦到陣列探測器(如CCD)的接收面上,形成光譜譜面。
光電轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理:探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)和放大后,由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析并呈現(xiàn)光譜信息(如波長、強度分布)。
使用注意事項
光纖與探頭維護:光纖端面易沾染灰塵、油污,會導(dǎo)致光信號衰減,需定期用無水乙醇擦拭(用專用鏡頭紙,避免刮傷);探頭需避免碰撞、高溫(尤其是塑料材質(zhì)探頭,長期高溫會老化)。
環(huán)境干擾控制:測量時需避免強光直射(如陽光、強光照明燈),尤其是可見光譜分析,外界雜光會影響信號準確性;高精度測量時,需控制環(huán)境溫度(溫度波動會導(dǎo)致光柵、探測器性能變化,建議在 20-25℃穩(wěn)定環(huán)境下使用)。
校準與驗證:定期用標準樣品進行校準(如波長校準用汞燈、氘燈,強度校準用標準白板),確保測量數(shù)據(jù)的準確性;長期未使用后,第一次開機需預(yù)熱 30 分鐘以上,待儀器穩(wěn)定后再進行測量。
樣品預(yù)處理:根據(jù)測量類型(反射、透射、熒光)處理樣品,如透射測量需確保樣品均勻、無氣泡(液體)或無劃痕(固體薄片);反射測量需保證樣品表面平整,避免漫反射干擾。