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光纤光谱仪是一种用于测量光源光谱特性的精密仪器。它具有许多显著的优点，如体积小巧、便携性强、测量速度快、精度较高以及能够进行实时在线检测等。

光纤光谱仪通过光纤将光引入仪器内部，大大增加了测量的灵活性和便利性，使其能够在各种复杂环境中使用。

光纤光谱仪的优势：

模块化和灵活性：光纤光谱仪通常采用光纤作为信号耦合器件，这使得用户可以非常灵活地搭建光谱采集系统。这种灵活性允许光谱仪在不同的实验和工业环境中快速部署和调整。

快速扫描能力：采用多象元光学探测器（如CCD和光电二极管阵列）的光纤光谱仪能够对整个光谱进行快速扫描，这对于需要快速响应的应用场景尤为重要。

低成本：随着通用探测器的使用，光纤光谱仪的成本大大降低，使得更多的实验室和企业能够负担得起，从而扩展了其应用领域。

光纤光谱仪主要的结构和部件

入射狭缝：用于限制入射光的宽度，确保光线以较窄的束状进入光谱仪，提高光谱分辨率。

准直镜：将通过狭缝的光线变成平行光，以便后续的分光处理。

衍射光栅：这是核心分光元件，通过衍射作用将不同波长的光分开，形成光谱。

聚焦镜：将衍射后的不同波长的光聚焦到探测器的不同位置上。

探测器：常见的有电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）探测器，用于将光信号转换为电信号。

光纤：用于传输光信号，将光源的光引入光谱仪内部。

数据采集和处理系统：包括电子电路和相关软件，用于采集探测器输出的电信号，并进行处理和分析，最终得到光谱数据。

这些部件协同工作，使得光纤光谱仪能够实现对光的波长和强度的精确测量和分析。

光纤光谱仪的测量原理基于光的色散和光电转换。当光线通过光纤进入光谱仪后，首先会经过一个入射狭缝，将光线限制在一个狭窄的路径上。然后，光线会照射到一个衍射光栅上。衍射光栅会根据光的波长将其分散开来，形成不同波长的光带。这些分散的光通过聚焦镜聚焦到探测器上，探测器通常是电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）。探测器能够将不同波长的光信号转换为电信号。由于不同波长的光在探测器上的位置是固定的，通过测量探测器上各个位置的电信号强度，就可以得到光在不同波长处的强度分布，从而获得被测量光源的光谱信息。总之，光纤光谱仪通过对入射光的分光和光电转换，实现了对光的波长和强度的精确测量。

光纤光谱仪在各领域的应用

在材料科学领域：光纤光谱仪是探索新材料特性的得力工具。它能够精确分析材料对不同波长光的吸收、反射和透射特性，为材料的研发和质量控制提供关键数据。无论是研究新型半导体材料的能带结构，还是评估金属材料的表面涂层质量，光纤光谱仪都发挥着作用。

在化学分析行业：其统治地位更是显著。通过对样品的光谱分析，能够快速准确地检测出各种化学物质的成分和浓度。在环境监测中，可以实时监测空气、水和土壤中的污染物，为环境保护提供及时、可靠的依据。在制药领域，能够精确检测药物成分，确保药品的质量和安全性。

在生命科学领域：光纤光谱仪也大放异彩。它可以用于细胞和生物分子的研究，例如测量细胞内的荧光标记物，分析蛋白质和核酸的结构和功能。在医学诊断中，能够进行微创的疾病检测，如通过光谱分析血液成分来诊断疾病。

在工业生产中：光纤光谱仪实现了对生产过程的实时在线监测。在食品加工行业，检测食品中的营养成分和有害物质；在半导体制造中，监控工艺过程中的薄膜厚度和成分。这种实时监测能力有助于提高生产效率，降低次品率，保障产品质量的一致性。

总之，光纤光谱仪以其高灵敏度、快速响应、便携性和多用途的特点，在材料科学、化学分析、生命科学、工业生产等众多行业的检测中占据着统治地位。它不仅推动了科学研究的深入发展，也为工业生产和质量控制带来了巨大的便利和效益，成为了现代检测技术中重要力量。

产 品 说 明

MMS拉曼光谱仪

海洋光学通过与Centice公司合作开发出了新一代的拉曼光谱仪，这种光谱仪的特点在于它利用光谱仪的多元测量技术，将很多零散设备的性能特点结合在一起。MMS光谱仪采用Centice公司的一项正在申请的多模多元光谱分析技术(Multimodal Multiplex Spectroscopy)，以提供一个高效的拉曼光谱分析，而其花费只是一套研究级系统的一小部分。

特点

· 全新的多模多元光谱分析技术（MMS）

· 光学分辨率达到4 cm^-1

· 波长范围为220-2000 cm^-1

· 积分时间范围为50ms-100s

· 适用于各种试管的样品支架

· 高速分析，而不需要制备样品

MMS光谱仪具高分辨率、*的光谱范围及高度灵活性于一体，从而使其成为适合对许多类型的液体和固体进行常规分析的理想选择。该系统因为具备*的灵敏度，故特别适合测量微弱的反射光。

主要应用包括材料检测、未知材料识别以及对化学或制药工业的成品及半成品进行定量分析。该系统在高校的教学和研究应用方面的表现也非常出色。

所有的实验及参数结构选项均由电脑控制，从而使得操作非常便捷，可靠性和速度也非常理想。该光谱仪集成了可拆卸的样品室，避免了远端样品室操作的低效性。通过使用外置Z轴调节控制旋钮使得样品配置非常迅速和准确。

多模多元光谱分析技术

多模多元光谱分析技术（MMS）是一项正在申请的光谱分析技术，由Centice公司研制开发。该技术使用了色散光栅质谱法，并以大口径编码光栅代替了传统的狭缝入口，因此表现出*的灵敏性和辨析率（后文将详细阐述这个部分）。

基于MMS技术的设备非常适合测量微弱光源，因为通过一个大口径编码光栅，这种光谱仪就能够集聚并处理更多的光线，而不会影响光谱分辨率。

MMS如何工作

分散的固定光栅光谱仪通常使用一个垂直狭缝或者光纤作为光谱仪的输入设备。这些光栅将会限制到达探测器的光线的总量。光栅发散光线，然后汇聚到面阵CCD探测器上。从而使得每种波长的光线在通过这种光栅以后都会在探测器上形成一个狭缝的垂直映像。

在这些传统的设计中间，在光谱分辨率和光通量之间有一个内在平衡。当光谱分辨率增加的时候，狭缝宽度就会减小，而一个窄的狭缝宽度将会对光线的光通量产生*的限制，并导致信噪比的降低。

在MMS光谱仪中，使用了色散光栅质谱法，并以大口径编码光栅代替了传统狭缝入口。光栅仍然会使得稍后会在面阵CCD探测器上聚焦的光线分散。但是这次，却能够集聚更多的光线，甚至不需要以牺牲光谱分辨率为代价。

MMS表现出*的灵敏性和 分辨率

基于MMS技术的光谱仪，通过大口径编码光栅能够同时对1000条光学通道进行采样。一个数学转换元算法则精确地改造了光谱，在使用相同的光源、光栅和探测原件的情况下，与传统的基于狭缝技术的系统相比，新的光谱仪将信噪比提高了四倍，而进光量提高70-80倍。

尽管防护罩映像仍部分重叠，但还是能够获得高解析率、高灵敏度，这是因为存在紧密的空闲光谱特征。这些优点被认为是使用大口径入射孔径和计算转换的结果。

MMS拉曼光谱仪不是一个Hadamard光谱仪。遮光罩的编码可以在光谱范围和应用程序中变化。这就使得我们能够使用不同的编码/转换方案。而Hadamard结构只具备一种可能性。

请注意：MMS系统使用的大口径入射在使用光线输入的时候是不能够被有效照亮的。光栅需要被轻微溢出以获得光谱。大口径光栅和光栅不能够被改变。MMS光栅和光栅是为探测器专门设计的。对于基于光纤的拉曼分析，请参看QE65000 Spectrometer或Raman Systems R-3000。

集成的样品支架

MMS光谱仪拥有一个密封的样品支架，使得在有环境光存在的情况下可以正常测量。样品支架适用于10mm直径的反应杯和试管。其它的取样附件正在开发中。

样品支架在Z轴方向上的调整使其能够方便地发现大信号强度，此外，当需要阻断激光的时候安全保护罩可以旋转。样品支架通过四个螺丝钉固定，非常便于拆卸。

任何拉曼有效并且适合该设备样品腔的材料都可以被测量。典型的样品包括：各种粉尘、液体和聚合物。

激光安全

尽管MMS光谱仪是可以防激光的，但是我们仍建议您在操作系统的过程中佩戴防*。MMS光谱仪所使用的3b级激光会对人眼造成严重伤害。护眼镜对于使用系统的人十分常有用的。