当前位置: 首页 > news >正文

光谱仪工作过程及重要参数定义

标题

  • 光谱仪工作过程
  • CCD、PDA
  • 薄型背照式BT-CCD
  • 狭缝Slit
  • 暗电流Dark Current
  • 分辨率Resolution
  • 色散Dispersion
  • 光栅和闪耀波长Grating
  • 波长精度、重复性和准确度Precision
  • 带宽Band width
  • F数F/#

光谱仪工作过程

在这里插入图片描述

CCD、PDA

电荷耦合器件(Charger Coupled Device,缩写为CCD),硅基光敏元件的响应范围在短波近红外区域。

二极管阵列(Photodiode Array,缩写为PDA),光电二极管阵列是由多个二极管单元(像素)组成的阵列,单元数可以是102,256或1024。
当信号光照射到光电二极管上时,光信号就会转换成电信号。光电二极管的优点是在近红外灵敏度高,响应速度快;缺点是象元数较少、在紫外波段没有响应。

薄型背照式BT-CCD

薄型背照式电荷耦合器件(BT-CCD,Back Thinned Charge Coupled Device),首先,与一般CCD相比,硅层厚度从数百微米减薄到20μm以下;其次,它采用背照射结构,紫外光不必再穿越钝化层。

因此,不仅具有固体摄像器件的一般优点,而且具有噪声低,灵敏度高、动态范围大的优点。

BT-CCD有很高的紫外光灵敏度,它在紫外波段的量子效率超过40%,可见光部分超过80%,
甚至可以达到90%左右。

可见,BT-CCD不仅可工作于紫外光,也可工作于可见光,是一种很优秀的宽波段检测器件。


狭缝Slit

光源入口,狭缝面积影响通过的光强度,狭缝宽度影响光学分辨率。

狭缝的像与CCD的像素平行,当狭缝成像焦点位于CCD表面时,光谱仪有最好分辨率。

暗电流Dark Current

未打开光谱仪激发光源时,感光器件接收到的光电信号。

分辨率Resolution

光学分辨率定义为光谱仪可以分开的最小波长差。
要把两个光谱线分开至少要把它们成像到探测器的两个相临象元上。

分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。

光栅决定了波长在探测器上可分开的程度(色散)。另一个重要参数是进入到光谱仪的光束宽度,它基本上取决于光谱仪上安装的固定入射狭缝或入射光纤芯径(当没有安装狭缝时)。

狭缝的尺寸有:10,25或50μm×1000μm(高)或100,200或500μm×2000μm(高)。

在指定波长处,狭缝成像到探测器阵列上时会覆盖几个象元。

而如果要分开两条光谱线,就必须把它们色散到这个像尺寸加上一个象元。

当入射光纤的芯径大于狭缝的宽度时,分辨率就要由狭缝的宽度(有效宽度)来决定。

光谱仪分辨率可近似如下度量:R∝ M·F/W
其中M为光栅线数,F为谱仪焦距,W为狭缝宽度。

色散Dispersion

光谱仪的色散决定其分开波长的能力。光谱仪的倒线色散可计算得到:沿光谱仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化,即:

Δλ/Δχ = dcosβ/mF

这里d、β、F分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距,m为衍射级次。由方程可见,倒线色散不是常数,它随波长变化。在所用波长范围内,变化可能超过2倍。

光栅和闪耀波长Grating

光栅作为重要的分光器件,它的选择与性能直接影响整个系统性能。光栅分为刻划光栅、复制光
栅、全息光栅等。

刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成;
复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。
全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。

刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。刻线多分辨率高灵敏度低能量被分的更细,进入光谱仪的部分将减少

在这里插入图片描述
光栅主要参数:

闪耀波长:闪耀波长为光栅最大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。如实验为可见光范围,可选择闪耀波长为500nm。

光栅刻线:光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率,刻线多光谱分辨率高,刻线少光谱覆盖范围宽,两者要根据实验灵活选择。

光栅效率:光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高,信号损失愈小。为提高此效率,除提高光栅制作工艺外,还采用特殊镀膜,提高反射效率。

非闪耀光栅其能量分布与单缝衍射相似,大部分能量集中在没有被色散的“零级光谱”中,小部分能量分散在其它各级光谱。

零级光谱不起分光作用,不能用于光谱分析。而色散越来越大的一级、二级光谱,强度却越来越小。

为了降低零级光谱的强度,将辐射能集中于所要求的波长范围,近代的光栅采用定向闪耀的办法。即将光栅刻痕刻成一定的形状,使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度,使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向,转移至由刻痕形状决定的反射方向。结果使反射光方向光谱变强,这种现象称为闪耀。

辐射能量最大的波长称为闪耀波长。光栅刻痕反射面与光栅平面的夹角,称为闪耀角。每一个小反射面与光栅平面的夹角β保持一定,以控制每一小反射面对光的反射方向,使光能集中在所需要的一级光谱上,这种光栅称为闪耀光栅。

波长精度、重复性和准确度Precision

波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级,单位为nm。通常,波长精度随波长变化。

波长重复性是光谱仪返回原波长的能力,这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。

波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。

带宽Band width

带宽是不考虑光学像差、衍射、狭缝高度、扫描方法、检测器像素宽度等因素,在给定波长从光谱仪输出的波长宽度。它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。

F数F/#

F/#定义为光谱仪准直凹面反射镜的焦距与直径的比值(即张角)。光通过效率与F/#的平方成反比,
F/#愈小,光通过率愈高。长焦镜头视场角小,短焦镜头视场角大

相关文章:

光谱仪工作过程及重要参数定义

标题光谱仪工作过程CCD、PDA薄型背照式BT-CCD狭缝Slit暗电流Dark Current分辨率Resolution色散Dispersion光栅和闪耀波长Grating波长精度、重复性和准确度Precision带宽Band widthF数F/#光谱仪工作过程 CCD、PDA 电荷耦合器件(Charger Coupled Device,缩…...

W800|iot|HLK-W800-KIT-PRO|AliOS|阿里云| |官方demo|学习(1):板载AliOS系统快速上手

板载系统简介 HLK-W800-KIT-PRO 是海凌科电子面向开发者,采用了联盛德 w800 方案,带有一个RGB三色灯,集成了 CHT8305C 温湿度传感器的多功能开发板,用户可以在上面学习、研究嵌入式系统和物联网产品的开发,本套设备运行…...

字节终面,一道Linux题难住我了

以下是一道难道系数中高并且高频出现的linux面试题,题目具体要求如下: linux面试题: 某文件有多列数据,空格隔开,统计第n列单词,打印出现频率最高的5个单词。 解答这道面试题需要用到3个linux命令&#xff…...

三、NetworkX工具包实战2——可视化【CS224W】(Datawhale组队学习)

开源内容:https://github.com/TommyZihao/zihao_course/tree/main/CS224W 子豪兄B 站视频:https://space.bilibili.com/1900783/channel/collectiondetail?sid915098 斯坦福官方课程主页:https://web.stanford.edu/class/cs224w NetworkX…...

【MySQL】MySQL 架构

一、MySQL 架构 C/S 架构,即客户端/服务器架构。服务器程序直接和我们存储的数据打交道,多个客户端连接这个服务器程序。客户端发送请求,服务器响应请求。 MySQL 数据库实例 :即 MySQL 服务器的进程 (我们使用任务管理…...

Python日期时间模块

Python 提供了 日期和时间模块用来处理日期和时间,还可以用于格式化日期和时间等常见功能。 时间间隔是以秒为单位的浮点小数。每个时间戳都以自从 1970 年 1 月 1 日午夜(历元)经过了多长时间来表示。 一、time模块使用 Time 模块包含了大…...

学以致用——植物信息录入1.0(selenium+pandas+os+tkinter)

目的 书接上文,学以致用——植物信息录入(seleniumpandasostkinter) 更新要点: tkinter界面:自动登录、新增(核心功能)、文件夹选择、流程台selenium自动化操作:验证码识别excel数据&#xf…...

什么是压敏电阻

下面的这些都是压敏电阻,常常用在一些电源和信号的浪涌防护电路中。这个是它的电路符号,电路中常用RV表示。当压敏电阻两端电压小于压敏电压时,压敏电阻相当于一个阻值非常大的电阻。当压敏电阻两端电压大于压敏电压时,压敏电阻相…...

Leetcode.901 股票价格跨度

题目链接 Leetcode.901 股票价格跨度 Rating : 1709 题目描述 设计一个算法收集某些股票的每日报价,并返回该股票当日价格的 跨度 。 当日股票价格的 跨度 被定义为股票价格小于或等于今天价格的最大连续日数(从今天开始往回数,…...

vue入门(四)组件基础,$emits简单用法

上一篇&#xff1a;vue入门&#xff08;三&#xff09;事件&#xff08;方法&#xff09;处理、侦听器、模板引用 1.组件最基础的用法&#xff1a; 首先有一个button.vue的组件&#xff0c;里面只画了一个按钮 button.vue: <script> export default({data(){return{but…...

VBA提高篇_27 OptionBOX_CheckBox_Frame_Image_VBA附加控件

文章目录1.单选按钮OptionBOX:2.复选框CheckBox:3.框架Frame:4.图像Image: (loadPictrue)5. VBA附加控件:6. 适用于很多控件的重要属性:1.单选按钮OptionBOX: 默认时,同一窗体的所有单选按钮均属于同一组,只能选中一个 可通过Frame控件进行分组解决. 2.复选框CheckBox: 一次可以…...

STM32开发(11)----CubeMX配置独立看门狗(IWDG)

CubeMX配置独立看门狗&#xff08;IWDG&#xff09;前言一、独立看门狗的介绍二、实验过程1.STM32CubeMX配置独立看门狗2.代码实现3.硬件连接4.实验结果总结前言 本章介绍使用STM32CubeMX对独立看门狗定时器进行配置的方法。门狗本质上是一个定时器&#xff0c;提供了更高的安…...

医疗方案 | 星辰天合入选“2022智慧新医信优秀解决方案”

近日&#xff0c;由 HC3i数字医疗网主办的《数字化转型驱动下的医院高质量发展论坛》暨 2022 智慧新医信优秀解决方案发布仪式在线上召开。XSKY星辰天合的“智慧医疗软件定义数据基础设施”解决方案成功入选 2022 智慧新医信优秀解决方案&#xff0c;。此次论坛由 HC3i 数字医疗…...

【系统服务实战】tomcat服务的安装实战

未来要更新的专栏&#xff08;此表格后面会继续完善&#xff09; 专栏系列学习路线完成情况云原生系列linux基本功系列-基础命令汇总已更新51个命令云原生系列linux基本功系列-系统服务实战正在更新文章目录前言一. tomcat的概述1.1 什么是tomcat1.2 tomcat的官网二. tomcat单…...

【图文详解】Unity存储游戏数据的几种方法

Unity3D存储游戏数据的方式1 PlayerPrefs: Unity自带的一种简单的键值存储系统2 ScriptableObject: Unity中最灵活的数据管理工具2.1 如何手动创建和修改数据文件2.2 ScriptableObject优缺点总结3 JSON: 轻量级的数据交换格式3.1 序列化与反序列化3.2 用JsonUtility对对象进行序…...

SESAM 安装教程

SESAM &#xff08;Super Element Structure Analysis Module&#xff09;是由挪威船级社&#xff08;DNV-GL&#xff09;开发的一款有限元分析&#xff08;FEA&#xff09;系统&#xff0c;它以 GeniE、HydroD 和 DeepC 等模块为核心&#xff0c;主要用于海工结构的强度评估、…...

语言文件操作

&#x1f331;博客主页&#xff1a;大寄一场. &#x1f331;系列专栏&#xff1a;C语言学习笔记 &#x1f618;博客制作不易欢迎各位&#x1f44d;点赞⭐收藏➕关注 目录 前言 C语言中的文件打开和关闭 文件指针 文件的打开和关闭 fclose 文件的顺序读写 fseek ftell …...

Java面试题--熔断和降级的区别

熔断和降级都是系统自我保护的一种机制&#xff0c;但二者又有所不同&#xff0c;它们的区别主要体现在以下几点&#xff1a; 概念不同 触发条件不同 归属关系不同 1.概念不同 1.1熔断概念 “熔断”一词早期来自股票市场。熔断&#xff08;Circuit Breaker&#xff09;也…...

阅读笔记5——深度可分离卷积

一、标准卷积 标准卷积在卷积时&#xff0c;同时考虑了特征图的区域和通道信息。 标准卷积的过程如图1-1所示&#xff0c;假设输入特征图的channel3&#xff0c;则每个卷积核的channel都为3&#xff0c;每个卷积核的3个channel对应提取输入特征图的3个channel的特征&#xff08…...

Microsoft Dynamics 365:导入License到服务层,通过Business Central Administration Shell

本文主要是Microsoft Dynamics 365的License导入的图解干货&#xff0c;不多赘述&#xff0c;直接上图&#xff1a;第一步&#xff1a;准备好的License文件放在你喜欢的目录下第二步&#xff1a;到开始程序里找到并打开 Business Central Administration Shell3.第三步&#xf…...

Linux 文件类型,目录与路径,文件与目录管理

文件类型 后面的字符表示文件类型标志 普通文件&#xff1a;-&#xff08;纯文本文件&#xff0c;二进制文件&#xff0c;数据格式文件&#xff09; 如文本文件、图片、程序文件等。 目录文件&#xff1a;d&#xff08;directory&#xff09; 用来存放其他文件或子目录。 设备…...

RocketMQ延迟消息机制

两种延迟消息 RocketMQ中提供了两种延迟消息机制 指定固定的延迟级别 通过在Message中设定一个MessageDelayLevel参数&#xff0c;对应18个预设的延迟级别指定时间点的延迟级别 通过在Message中设定一个DeliverTimeMS指定一个Long类型表示的具体时间点。到了时间点后&#xf…...

Golang 面试经典题:map 的 key 可以是什么类型?哪些不可以?

Golang 面试经典题&#xff1a;map 的 key 可以是什么类型&#xff1f;哪些不可以&#xff1f; 在 Golang 的面试中&#xff0c;map 类型的使用是一个常见的考点&#xff0c;其中对 key 类型的合法性 是一道常被提及的基础却很容易被忽视的问题。本文将带你深入理解 Golang 中…...

23-Oracle 23 ai 区块链表(Blockchain Table)

小伙伴有没有在金融强合规的领域中遇见&#xff0c;必须要保持数据不可变&#xff0c;管理员都无法修改和留痕的要求。比如医疗的电子病历中&#xff0c;影像检查检验结果不可篡改行的&#xff0c;药品追溯过程中数据只可插入无法删除的特性需求&#xff1b;登录日志、修改日志…...

基于服务器使用 apt 安装、配置 Nginx

&#x1f9fe; 一、查看可安装的 Nginx 版本 首先&#xff0c;你可以运行以下命令查看可用版本&#xff1a; apt-cache madison nginx-core输出示例&#xff1a; nginx-core | 1.18.0-6ubuntu14.6 | http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates/main amd64 Packages ng…...

解锁数据库简洁之道:FastAPI与SQLModel实战指南

在构建现代Web应用程序时&#xff0c;与数据库的交互无疑是核心环节。虽然传统的数据库操作方式&#xff08;如直接编写SQL语句与psycopg2交互&#xff09;赋予了我们精细的控制权&#xff0c;但在面对日益复杂的业务逻辑和快速迭代的需求时&#xff0c;这种方式的开发效率和可…...

学校招生小程序源码介绍

基于ThinkPHPFastAdminUniApp开发的学校招生小程序源码&#xff0c;专为学校招生场景量身打造&#xff0c;功能实用且操作便捷。 从技术架构来看&#xff0c;ThinkPHP提供稳定可靠的后台服务&#xff0c;FastAdmin加速开发流程&#xff0c;UniApp则保障小程序在多端有良好的兼…...

渲染学进阶内容——模型

最近在写模组的时候发现渲染器里面离不开模型的定义,在渲染的第二篇文章中简单的讲解了一下关于模型部分的内容,其实不管是方块还是方块实体,都离不开模型的内容 🧱 一、CubeListBuilder 功能解析 CubeListBuilder 是 Minecraft Java 版模型系统的核心构建器,用于动态创…...

(二)原型模式

原型的功能是将一个已经存在的对象作为源目标,其余对象都是通过这个源目标创建。发挥复制的作用就是原型模式的核心思想。 一、源型模式的定义 原型模式是指第二次创建对象可以通过复制已经存在的原型对象来实现,忽略对象创建过程中的其它细节。 📌 核心特点: 避免重复初…...

从零开始打造 OpenSTLinux 6.6 Yocto 系统(基于STM32CubeMX)(九)

设备树移植 和uboot设备树修改的内容同步到kernel将设备树stm32mp157d-stm32mp157daa1-mx.dts复制到内核源码目录下 源码修改及编译 修改arch/arm/boot/dts/st/Makefile&#xff0c;新增设备树编译 stm32mp157f-ev1-m4-examples.dtb \stm32mp157d-stm32mp157daa1-mx.dtb修改…...