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如何提升光谱仪的光谱分辨率?

发布日期:2023-05-05     浏览:1254次

  光谱分辨率是指把光谱特征、谱带分解成为分离的成分的能力。光谱分辨率是一个重要的实验参数。如果分辨率太低,就会丢失光谱信息,妨碍正确地识别和表征样品。如果分辨率太高,总的测量时间将会远远超过必要的时间。光谱分辨率“过低”或者“过高”取决于特定的应用以及期望从实验中得到什么样的信息。

  光谱分辨率被严格定义为仪器达到光谱响应大值的50%时的波长宽度。它是主要的仪器指标之一,也是仪器质量的综合反映。

  限制光谱仪分辨率的因素

  各种光学仪器成像的清晰程度不仅要从几何光学的定律来考虑,选择透镜焦距、多个透镜的组合等,终还要受光的衍射现象的限制.当放大率大到一定程度后,仪器分辨物体细节的性能不会再提高了.这是由于衍射的限制,光学仪器的分辨能力有一个高的极限.根据瑞利准则,当两条强度分布轮廓相同的谱线#1的大值和#2的小值相重叠时,它们刚好能被分辨.

  如何提高光谱仪分辨率

  仪器的分辨率主要取决于仪器分光系统的性能。

  对于色散型仪器而言,其分辨率取决于分光后狭缝截取的波段精度,狭缝越小截取的波段越窄,分辨率越高。但随之而来的是能量急剧下降,灵敏度不断降低,为了兼顾检出灵敏度,就不能让狭缝无限制地缩小来提高分辨率,因此,要想让色散型的仪器分辨率达到0.1cm-1,又能得到一张质量良好的谱图是很困难的事。

  而对于傅里叶型的近红外光谱仪,由于有多路通过的特点,无狭缝的限制,因此仪器的分辨率仅取决于干涉采样数据点的多少,即对一定波长的光束来说,仪器的分辨率只与干涉仪动镜的移动距离有关.要想获得高分辨率,就要使动镜移动较大的距离,而移动距离越大,干涉仪制作起来就越困难.因此,就要改变光谱仪的设计,利用较短的移动来获得较大的光程差.

  分得愈细,波段愈多,光谱分辨率就愈高,现在的技术可以达到5~6nm(纳米)量级,400多个波段。细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。传感器的波谱范围,一般来说波谱范围窄,则相应光谱分辨率高。

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