1.　什么是微型光纖光譜儀?

　　光纖光譜儀是一種用于檢測電磁譜中特定區域的光特性的儀器。它收集光，然后將其進行光譜色散，最后將光信號重構像為一系列的單色影像，從而對其進行檢測。

　　入射狹縫：是指將入射的光學信號構建成一個明確的物像;

　　準直部分： 使光學信號的光線平行。該準直器可以為透鏡、反射鏡或色散元件的部分功能，如在凹面光柵光譜儀中的凹面光柵的部分功能;

　　色散部分：通常采用光柵，將平行光在空間上進行色散;

　　聚焦部分：收集色散的光學信號，使得大部分入射狹縫的單色影像聚焦于焦平面;

　　陣列檢測器：放置于焦平面，從而檢測大部分單色影像的光強度。該檢測器可以是CCD陣列或其它的光檢測陣列。

　　2.　如何評價光纖光譜儀性能?

　　光纖光譜儀的性能可以用以下六個參數來體現：

　　光譜覆蓋范圍：指的是光信號能被光纖光譜儀檢測到的波長范圍。

　　光譜分辨率：能被光纖光譜儀分辨開的最小的波長差值，光譜分辨率與光譜儀的光譜覆蓋范圍、狹縫寬度、檢測器的像元寬度及像元數密切相關。

　　靈敏度：能被光纖光譜儀檢測到的最小的光能量，它取決于光譜儀的光通量與檢測器的光感應靈敏度。

　　動態范圍：可被光纖光譜儀測量到的最大與最小光能量的比值。

　　信噪比：光纖光譜儀的信號能量水平與噪聲水平的比值。

　　光譜獲取速度：在一定的入射光能量水平下，光纖光譜儀產生可測量到的信號并獲得譜圖所需的時間。

　　對于光纖光譜儀來說，這六個參數是密切相關，互相影響的。

　　3.　光譜覆蓋范圍

　　光譜覆蓋范圍與光纖光譜儀的有效焦距、衍射光柵的刻線數、檢測器的寬度密切相關。另外，光譜覆蓋范圍的中心波長的選擇對光譜覆蓋范圍也有一定的影響。

　　4.　信噪比

　　信噪比指測得的信號與疊加在信號上的噪聲的比值。

　　信噪比與光纖光譜儀的檢測器性能、電路噪聲和光路雜散光相關。

　　對于實際應用來說，光纖光譜儀的信噪比越高，其測量值的偏差就越小。

　　5.　入射狹縫直接影響光纖光譜儀的分辨率和光通量

　　光纖光譜儀的檢測器最終檢測到的是狹縫投射到檢測器上的像，因此狹縫的大小直接影響到光譜儀的分辨率，狹縫越小，分辨率越高，狹縫越大，分辨率越低;另外狹縫是光進入光譜儀的門戶，其大小也直接影響到光纖光譜儀的光通量。狹縫越大，光通量越大，狹縫越小，光通量越小。

　　衍射光柵將從狹縫入射的光在空間上進行色散，使其光強度成為波長的函數。它是光纖光譜儀進行分光檢測的基礎，是光譜儀的核心部分。對于一個給定的光學平臺和陣列式檢測器，我們可以通過選擇不同的衍射光柵來對光譜儀的光譜覆蓋范圍、光譜分辨率和雜散光水平進行額外的控制。

　　檢測器是光纖光譜儀的最核心部分，直接決定了光譜儀的光譜覆蓋范圍、靈敏度、分辨率及信噪比等指標。一般來說，檢測器的材料決定了其光譜覆蓋范圍，硅基檢測器其波長覆蓋范圍一般為190～1100nm，而InGaAs和PbS檢測器覆蓋900～2900nm的波長范圍。而檢測器的工作原理、制造方法及摻雜材料決定了其靈敏度、覆蓋范圍和信噪比等指標。

　　6.　光譜獲取速度

　　光譜獲取速度與光譜儀的靈敏度、光譜儀的讀出速度及PC接口速度成正比。光纖光譜儀的讀出速度主要與光譜儀內置A/D轉換器相關，而PC接口速度是限制光譜獲取速度的一個重要因素。

　　7.　動態范圍

　　檢測器陣列的動態范圍常常用來作為衡量光纖光譜儀性能規格的參考。

　　一般來說，檢測器的動態范圍越大，其所檢測的光強度范圍越大，光譜儀的信噪比與穩定性也就相對更好。

　　注：不同的器件制造廠家具有對動態范圍具有不同的定義。

　　對于非科學級淺量阱的器件來說，常常使用飽和信號與暗噪聲信號的比值來定義。

　　對于科學級器件來說，則常常采用量阱深度與讀出噪聲的比值來定義。

　　比值越大，動態范圍越高，因此光譜儀性能也就越好。

　　8.　決定光纖光譜儀的主要性能指標

　　1.入射狹縫

　　2. 衍射光柵

　　3. 檢測器