如何提高光譜儀的分辨率？
文章出處：河北雷納檢測科技有限公司 瀏覽量：807發(fā)表時間：2017-12-18
1、什么是光譜儀分辨率
光譜分辨率為探測光譜輻射能量的最小波長間隔，而確切的講，為光譜探測能力。它是儀器對于緊密相鄰的峰可以分辨的最小波長差值，表示儀器實際分開相鄰峰的能力，即ν/△ν或（λ/△λ）,ν為兩峰中任一峰的波數(shù)，△ν為兩峰波數(shù)之差。光譜儀分辨率又稱波段寬度，它是指探測器在波長方向上的記錄寬度，又稱波段寬度(band width)。光譜分辨率被嚴(yán)格定義為儀器達(dá)到光譜響應(yīng)最大值的50%時的波長寬度。它是最主要的儀器指標(biāo)之一，也是儀器質(zhì)量的綜合反映。
2、限制光譜儀分辨率的因素
各種光學(xué)儀器成像的清晰程度不僅要從幾何光學(xué)的定律來考慮,選擇透鏡焦距、多個透鏡的組合等,最終還要受光的衍射現(xiàn)象的限制.當(dāng)放大率大到一定程度后,儀器分辨物體細(xì)節(jié)的性能不會再提高了.這是由于衍射的限制,光學(xué)儀器的分辨能力有一個最高的極限.根據(jù)瑞利準(zhǔn)則,當(dāng)兩條強(qiáng)度分布輪廓相同的譜線#1的最大值和#2的最小值相重疊時,它們剛好能被分辨.
入射狹縫寬度為W,出射狹縫寬度為W ,狹縫無限細(xì)時,W?0,W ?0.最大分辨率時的譜線輪廓如圖3(a).此時理論上最大分辨率為
但狹縫不可能是無限細(xì)的,所以譜線會因狹縫的寬度而使光譜變寬,分辨率降低.
3、如何提高光譜儀分辨率
儀器的分辨率主要取決于儀器分光系統(tǒng)的性能。
對于色散型儀器而言，其分辨率取決于分光后狹縫截取的波段精度，狹縫越小截取的波段越窄，分辨率越高。但隨之而來的是能量急劇下降，靈敏度不斷降低，為了兼顧檢出靈敏度，就不能讓狹縫無限制地縮小來提高分辨率，因此，要想讓色散型的儀器分辨率達(dá)到0.1cm-1，又能得到一張質(zhì)量良好的譜圖是很困難的事。
而對于傅里葉型的近紅外光譜儀，由于有多路通過的特點(diǎn)，無狹縫的限制，因此儀器的分辨率僅取決于干涉采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)的多少，即對一定波長的光束來說,儀器的分辨率只與干涉儀動鏡的移動距離有關(guān).要想獲得高分辨率,就要使動鏡移動較大的距離,而移動距離越大,干涉儀制作起來就越困難.因此,就要改變光譜儀的設(shè)計,利用較短的移動來獲得較大的光程差.
4、如何選擇光譜儀分辨率
分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高，現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到5~6nm（納米）量級，400多個波段。細(xì)分光譜可以提高自動區(qū)分和識別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力。傳感器的波譜范圍，一般來說波譜范圍窄，則相應(yīng)光譜分辨率高。舉個例子：可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍(lán)紫紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍(lán)的傳感器的光譜分辨率高。一般來說，傳感器的波段數(shù)越多波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識別，針對性越強(qiáng)。
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