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微型光纖光譜儀的典型應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
更新時(shí)間：2022-10-18
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微型光纖光譜儀具有廣泛的應(yīng)用，由于其體積小，它適用于便攜式、手持式、現(xiàn)場(chǎng)、在線(xiàn)、原位、生活和非破壞性的應(yīng)用。由于使用了光纖，它適用于危險(xiǎn)環(huán)境（包括化學(xué)、生物和放射性）的遠(yuǎn)程測(cè)量。由于光譜儀沒(méi)有移動(dòng)部件，可靠性高，適合在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作。通過(guò)探測(cè)器顯示，可以一次性獲得全光譜，測(cè)試速度快，適合需要高速測(cè)量的應(yīng)用，如工業(yè)在線(xiàn)檢測(cè)和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)。下面是一些典型的應(yīng)用。
1、透射/反射測(cè)量
透射/反射光譜是材料本身的一個(gè)重要光學(xué)特性。在當(dāng)今工業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，對(duì)材料本身特性的質(zhì)量控制越來(lái)越嚴(yán)格，因此利用微型光纖光譜儀對(duì)透射/反射光譜進(jìn)行快速、準(zhǔn)確測(cè)量的技術(shù)也開(kāi)始成熟。對(duì)于不同種類(lèi)的樣品，為了獲得更好的光譜數(shù)據(jù)，透射和反射將演變?yōu)楦嗟男问健?/div>
2、紫外線(xiàn)/可見(jiàn)光吸收光譜測(cè)量
液體的吸光度測(cè)量可以通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)布局和波長(zhǎng)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)，如使用浸入式光纖探頭或移動(dòng)式樣品池進(jìn)行在線(xiàn)吸光度測(cè)量，或使用樣品支架進(jìn)行樣品吸光度測(cè)量。對(duì)于測(cè)量紫外/可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍的光譜儀，可以選擇200-1100nm的波長(zhǎng)范圍和1.4nm（FWHM）的分辨率。此外，還需要氘代鹵素?zé)糇鳛楣庠?。針?duì)不同的應(yīng)用，可以選擇不同的光纖探頭。
3、光學(xué)膜厚測(cè)量系統(tǒng)是基于白光干涉原理，可以測(cè)量10nm-50μm的膜厚，分辨率為1nm。薄膜測(cè)量常被用于半導(dǎo)體晶圓生長(zhǎng)過(guò)程中，因?yàn)樾枰O(jiān)測(cè)等離子體蝕刻和沉積過(guò)程；對(duì)于其他應(yīng)用，如在金屬和玻璃基片上電鍍透明光學(xué)涂層，也需要測(cè)量涂層的厚度。
4、輻射/發(fā)光
輻射/發(fā)光測(cè)量可以使用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和不同的波長(zhǎng)范圍進(jìn)行，如余弦校正器、準(zhǔn)直透鏡或積分球。微型光纖光譜儀光譜范圍可以是紫外線(xiàn)/可見(jiàn)光波段，也可以是可見(jiàn)光/近紅外波段。
5、農(nóng)業(yè)和食品
在水果收獲期間監(jiān)測(cè)水果質(zhì)量并向市場(chǎng)提供良好的產(chǎn)品，在現(xiàn)代食品生產(chǎn)的可持續(xù)性方面變得越來(lái)越重要。在生產(chǎn)過(guò)程中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)大致包括可溶性固體含量、水含量或硬度。從市場(chǎng)的角度來(lái)看，在收獲之后，我們可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)瘀傷、燙傷、凍傷和腐爛的損害，這樣生產(chǎn)者就可以在保持高產(chǎn)量的同時(shí)將好產(chǎn)品帶給消費(fèi)者。
6、顏色測(cè)量
一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于物體和濃稠液體的顏色測(cè)量可以采用不同的實(shí)驗(yàn)布局，如反射式光纖探頭或積分球。在這種測(cè)量中，可以使用波長(zhǎng)范圍為380至780納米、分辨率（FWHM）為5納米的光譜儀；此外，還需要白色連續(xù)光源和白色反射瓦。不同的光纖探頭可用于測(cè)量不同的應(yīng)用，如紡織品、紙張、水果、酒、鳥(niǎo)類(lèi)羽毛顏色等。
7、熒光
熒光測(cè)量是許多生物（葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素）、生物醫(yī)學(xué)（病理變化的熒光診斷）和環(huán)境監(jiān)測(cè)的一種非常有效的測(cè)量方法。熒光測(cè)量通常需要一個(gè)高靈敏度的光譜儀。對(duì)于大多數(shù)熒光應(yīng)用，產(chǎn)生的熒光能量只有激發(fā)能量的3%左右。熒光的光子能量比激發(fā)光小（所以波長(zhǎng)較長(zhǎng)），而且一般是散射光（向各個(gè)方向輻射能量）。
