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

LED光谱仪

概述

当加上适抽样附件， LED光谱仪是一个高准确性的测量颜色，相对能量和LED光谱强度的光谱仪。

光谱仪

USB4000光谱仪优化LED测量的系统配置是由一个光栅#2波长在350-1000nm，一个25μm的狭缝入口孔径和一个L4探测器收集镜头组成以提高发光效率和减少杂散光，这个配置的光学分辨率是1.33nm(FWHM)。这种应用积分球减少大多数的损失光，使灵敏度达到大化的光学平台配置，可以选择为大多数的LED光学取样。

LED分析

LED发光处理的质量控制

根据英国曼彻斯特大学的研究者报告，高功率LED光源可以用来处理用于牙科的陶瓷材料。

研究者Adrian Bennet和David Watts在2003年提交给Dental Materials杂志的伦文中提出了这个建议，因为LED有更长的寿命，不容易受温度影响和退化，比用卤钨灯处理材料需要更少的功率。

为了评估LED的性能，Bennett和Watts使用一个经过辐射校准的USB4000光谱仪，用以测量光谱输出和三个LED处理单元。光谱仪采用LS-1-CAL卤钨灯光源校准辐射响应，另外配一个FOIS-1积分球用来收集LED的输出并且传输到一根连接到光谱仪的光纤，同时也测量了LED的光谱范围。

按照大多数标准，Bennett和Watts总结出，LED处理单元要优于卤钨灯处理单元。然而，采用LED可能需要更长的处理时间，尾音它的发光要比卤钨灯弱。

印第安纳大学的牙*也进行了类似的实验。

不管他们后的应用时什么，海洋光学的光谱仪和附件可以很容易地分析LED的颜色和光谱强度，并且只需要很少的花费。

概要

测量LED的光谱强度及颜色的配置如上图所示。

光谱仪

*使用USB4000光谱仪，配备25μm狭缝，#2光栅(350-1000nm)以及一个L 2 探测器聚光透镜， 用以增加聚光效率和减少杂散光。OFLV-350-1000消二级衍射滤光片屏蔽了二级和三级衍射。该光学平台地优化了系统的灵敏度，通过使用积分球减少光损失-这个配置适合大多数LED测量应用。(也可以使用一个CC-3-UV余弦校正器和光纤来收集LED信号。)

取样光学元件

LED被安装在符合NIST标准的 LED-PS-NIST 电源里面，它为LED提供了白背景，同时可控制驱动电流来调节LED输出功率。FOIS-1积分球放置在LED-PS-NIST上，用来收集LED的发射光。附带的光纤从LED收集光能，并传输给光谱仪。通过将LED发射光与标准辐射校正光源LS-1-CAL-INT进行对比，可以确定LED的功率及颜色，LS-1-CAL-INT校正光源可直接插入积分球样品口。SpectraSuite光谱软件可计算出主波波长、中心波长和质心波长，以及色彩空间参数，例如X,Y,Z 和L*, a*, b*。