微型光譜儀的應用

微光學、微電(diàn)子、微機械的結合産生(shēng)出一類新的應用範圍很(hěn)廣的器(qì)件——微型光機電(diàn)系統(moems)，它也是機、電(diàn)、光、磁、化學、傳感技術等多(duō)種技術的綜合。moems日益成為(wèi)新的光學工具，已經對許多(duō)基于光學的儀器(qì)顯示出應用前景。作(zuò)為(wèi)moems的一種，微型光譜儀具有(yǒu)許多(duō)大(dà)型光譜儀所不具備的優點，如重量輕、體(tǐ)積小(xiǎo)、探測速度快、使用方便、可(kě)集成化、可(kě)批量制(zhì)造以及成本低(dī)廉等，像普通(tōng)光譜儀一樣微型光譜儀有(yǒu)着巨大(dà)的應用市場(chǎng)，可(kě)以應用在實驗室化學分析、臨床醫(yī)學檢驗、工業監測、航空(kōng)航天遙感等領域，因而引起了人(rén)們廣泛的興趣。

微型光譜儀的實現可(kě)以應用多(duō)種技術，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術制(zhì)作(zuò)微型光譜儀；利用光纖的化學傳感性制(zhì)成光纖探針進行(xíng)光譜分析；使用微細加工制(zhì)作(zuò)集成式微型光譜儀等。
 

微型光譜儀的應用

随着微型光譜儀應用測量系統的不斷拓展，光譜分析技術正逐步從實驗室分析走向現場(chǎng)實時(shí)檢測，其快速分析及便攜式實時(shí)應用的優勢逐漸顯現出來(lái)，。依據現階段實際應用現狀，微型光纖光譜儀在以下領域得(de)到廣泛的應用。

透射吸收測量：透射吸收測量用于測定液體(tǐ)或氣體(tǐ)中介質對作(zuò)用光的吸收，依據比耳定律，吸光度正比于摩爾吸收率、光程和(hé)樣品介質濃度。

反射測量：反射測量方式分為(wèi)鏡面反射和(hé)漫反射測量，在實際測量中，可(kě)以采用不同的參考白闆和(hé)測量角度來(lái)進行(xíng)區(qū)分。反射測量用于測定樣品的化學成分及表面顔色相關信息。

 

激光測量：根據激光光譜的特征，檢測系統配置高(gāo)分辨率的微型光纖光譜儀，同時(shí)可(kě)用積分球或餘弦校(xiào)正器(qì)來(lái)衰減入射光，以避免CCD探測器(qì)的飽和(hé)。
 

氧含量測量：氧含量是通(tōng)過光纖探頭熒光團的熒光強度的衰減來(lái)進行(xíng)測量，應用熒光淬滅原理(lǐ)可(kě)以測量溶解氧或氣态氧的分壓，從而探測出環境的氧含量。
 

熒光測量：熒光測量因其光譜信号特别弱，因此需要一個(gè)高(gāo)靈敏的探測器(qì)及一個(gè)率的濾光片，将樣品激發出的微弱信号光和(hé)高(gāo)強度的激發光區(qū)别開(kāi)來(lái)。

 

拉曼光譜測量：拉曼光譜與紅外吸收光譜同為(wèi)研究物質的分子振動能級從而分析物質的組成，但(dàn)相對于紅外吸收光譜，拉曼光譜的譜線較為(wèi)簡單且具有(yǒu)*性，而且被測物不需進行(xíng)前處理(lǐ)，因此在判斷物質組成成分時(shí)有(yǒu)明(míng)顯的優勢。拉曼光譜測量系統特别适用于反應過程監控、産品識别、遙感及介質中高(gāo)散射粒子的判定。

 

激光誘導擊穿光譜(LIBS)測量：LIBS是一種用于固體(tǐ)、液體(tǐ)及氣體(tǐ)中進行(xíng)實時(shí)、定性及半定量的光譜元素分析技術，其工作(zuò)原理(lǐ)是高(gāo)強度的脈沖激光聚焦在樣品表面，脈寬為(wèi)10ns的激光脈沖蒸發樣品産生(shēng)等離子體(tǐ)，随着等離子體(tǐ)的冷卻，處于激發态的原子發射出元素的特征光譜，這個(gè)光譜被光纖探頭收集并傳送到光譜儀，通(tōng)過光譜分析軟件中預存的樣品特征光譜進行(xíng)比對分析。