高(gāo)分(fēn)辨率影(yǐng)像(xiàng)光柵(zhà)光譜儀是一種檢測和處理(lǐ)由(yóu)光與(yǔ)物(wù)質(zhì)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用引(yǐn)起的原(yuán)子(zǐ)和分子(zǐ)內量(liáng)子化能(néng)級之(zhī)間(jiān)躍遷引(yǐn)起(qǐ)的發射，吸(xī)收(shōu)和散射(shè)波長(cháng)或強(qiáng)度變化的(dí)儀器。因此，光譜儀(yí)的基本(běn)功(gōng)能(néng)是(shì)在(zài)空間中根據不同(tóng)的波長(cháng)對復合色光(guāng)進(jìn)行(háng)分離(lí)/擴展，通過配(pèi)合各種光電儀器附件進行(háng)後(hòu)續(xù)的處(chǔ)理和(hé)分(fēn)析，得(dé)到(dào)各波長成(chéng)分和(hé)各波(bō)長(cháng)成(chéng)分強度的(dí)原(yuán)始(shǐ)信息。

 

　　高(gāo)分辨率影像(xiàng)光(guāng)柵(zhà)光譜(pǔ)儀是(shì)利用(yòng)光電倍(bèi)增(zēng)管等(děng)光(guāng)學(xué)探測器測量不同波長譜綫的(dí)位(wèi)置(zhì)強度的(dí)儀器(qì)。該結構(gòu)由入(rù)射(shè)狹(xiá)縫(féng)，色散(sàn)係統，成像係(xì)統(tǒng)和一個或(huò)多個出口狹(xiá)縫(féng)組成。輻(fú)射源的(dí)電磁(cí)輻射(shè)由(yóu)色散元件從(cóng)所(suǒ)需的(dí)波長(cháng)或(huò)波(bō)長(cháng)區域中(zhōng)分(fēn)離出(chū)來，強度在選定的波(bō)長處測(cè)量（或通過掃描(miáo)某(mǒu)個(gè)波(bō)長）。

 

　　高分辨(biàn)率影(yǐng)像(xiàng)光柵(zhà)光(guāng)譜儀(yí)由(yóu)光學平台和探(tàn)測(cè)係統(tǒng)組成(chéng)。它包括(kuò)以下主要(yào)部分(fēn)：

 

　　1. 入射(shè)狹(xiá)縫：光譜(pǔ)儀成像係(xì)統的目標(biāo)點(diǎn)是在入射(shè)光的照射(shè)下(xià)形(xíng)成(chéng)的(dí)。

 

　　2. 準直元件：由狹縫發出的光變為(wéi)平(píng)行(háng)光(guāng)。準直(zhí)元件(jiàn)可以是(shì)單獨(dú)的(dí)透(tòu)鏡(jìng)，反射器或(huò)直接集成在(zài)色(sè)散元件上(shàng)，如凹麵光柵(zhà)光(guāng)譜儀中的凹(āo)麵(miàn)光(guāng)柵。

 

　　3.色散元(yuán)件：通(tōng)常采(cǎi)用(yòng)光柵將(jiāng)光(guāng)信(xìn)號按(àn)空(kōng)間波(bō)長分散成(chéng)多(duō)束。

 

　　4. 聚(jù)焦(jiāo)元件(jiàn)：將色散光束聚焦，使(shǐ)其在(zài)焦(jiāo)平(píng)麵(miàn)上形成入(rù)射狹縫(féng)的一係(xì)列圖像，其(qí)中每(měi)個圖像(xiàng)點對應一個特(tè)定的波長(cháng)。

 

　　5. 探(tàn)測器陣列(liè)：置(zhì)於焦(jiāo)平麵上(shàng)，用(yòng)於(yú)測量(liáng)各波(bō)長圖(tú)像(xiàng)點(diǎn)的光(guāng)強(qiáng)。該(gāi)探測器陣(zhèn)列(liè)可以是(shì)CCD陣(zhèn)列(liè)或其他種(zhǒng)類的(dí)光(guāng)學(xué)探測(cè)器(qì)陣(zhèn)列。

 

　　光(guāng)譜(pǔ)分析方(fāng)法(fǎ)作為一(yī)種(zhǒng)重要(yào)的分(fēn)析手段(duàn)，在科研，生(shēng)產，質(zhì)控(kòng)等方麵，都(dū)發(fā)揮(huī)著(zhuó)大的作用(yòng)。而無論(lùn)是(shì)穿(chuān)透吸收光譜，還是(shì)熒光光(guāng)譜，拉曼(màn)光(guāng)譜等(děng)，如(rú)何獲(huò)得(dé)單波長(cháng)輻(fú)射(shè)（單(dān)色光(guāng)）是(shì)*的手段(duàn)。現(xiàn)代(dài)單(dān)色(sè)儀具(jù)有很寬(kuān)的(dí)光(guāng)譜(pǔ)範圍（UVIR），高光(guāng)譜(pǔ)分辨率(shuài)（到(dào)0.001nm）， 自(zì)動波(bō)長(cháng)掃描，完(wán)整(zhěng)的電(diàn)腦控(kòng)製(zhì)功能(néng)，易與其他(tā)周(zhōu)邊設備組合為高性能自動測試係(xì)統，使(shǐ)用(yòng)電腦自(zì)動掃描(miáo)多光柵(zhà)單(dān)色儀已(yǐ)成為(wéi)光(guāng)譜(pǔ)研究的。

 

　　當(dāng)一束復合光(guāng)綫進入單色儀的入(rù)射狹縫，由光學準直(zhí)鏡匯(huì)聚(jù)成(chéng)平行光(guāng)，再通過(guò)衍射光(guāng)柵(zhà)色散(sàn)為分(fēn)開(kāi)的(dí)波長(cháng)（顏(yán)色）。利用(yòng)每個波(bō)長(cháng)離(lí)開(kāi)光柵的角(jiǎo)度不(bù)同(tóng)，由聚(jù)焦反(fǎn)射鏡(jìng)再(zài)成像(xiàng)出射(shè)狹(xiá)縫。通過(guò)電(diàn)腦控(kòng)製可地改變出(chū)射波(bō)長(cháng)。

 

　　選擇高(gāo)分(fēn)辨(biàn)率(shuài)影像光柵(zhà)光(guāng)譜儀(yí)主要(yào)考(kǎo)慮如下因素(sù)：

 

　　1，光柵刻綫，光(guāng)柵刻(kè)綫多少(shǎo)直接(jiē)關係到光譜(pǔ)分辨(biàn)率，刻綫多光(guāng)譜(pǔ)分辨率高(gāo)，刻(kè)綫(xiàn)少光譜(pǔ)覆(fù)蓋範圍(wéi)寬，兩者要根據實驗(yàn)靈活(huó)選擇；

 

　　2，閃耀(yào)波長(cháng)，閃耀波長為(wéi)光(guāng)柵(zhà)大衍射效率(shuài)點(diǎn)，因(yīn)此(cǐ)選擇光(guāng)柵(zhà)時應(yīng)盡(jìn)量選擇閃耀(yào)波(bō)長在實驗(yàn)需(xū)要波長附(fù)近。如(rú)實驗為可見(jiàn)光範(fàn)圍，可(kě)選擇(zé)閃耀波長為500nm；

 

　　3，使用範圍(wéi)，光柵的使用的下(xià)限通常可認為是光(guāng)柵閃(shǎn)耀(yào)波長的(dí)一(yī)半，上限可認(rèn)為是(shì)光柵(zhà)閃耀波長的二(èr)倍，實際(jì)可參(cān)考(kǎo)光柵(zhà)效(xiào)率曲(qū)綫圖；

 

　　4，光(guāng)柵(zhà)效率，高分辨率影(yǐng)像(xiàng)光柵光譜(pǔ)儀效(xiào)率是(shì)衍(yǎn)射到給(gěi)定(dìng)級次的單色光與(yǔ)入射(shè)單色光(guāng)的(dí)比值(zhí)。光柵(zhà)效率(shuài)愈(yù)高，信號損(sǔn)失愈(yù)小。為提(tí)高此(cǐ)效(xiào)率，除(chú)提高光柵製(zhì)作工(gōng)藝(yì)外，還采用特(tè)殊鍍(dù)膜(mó)，提高反射(shè)效率。

 

　　高(gāo)分辨(biàn)率影(yǐng)像光柵光(guāng)譜(pǔ)儀又叫照度(dù)計(jì)，或者又叫(jiào)色彩(cǎi)測溫(wēn)儀(yí)。根(gēn)據行業(yè)的應用(yòng)不同，叫法也不一樣(yàng)。光(guāng)譜儀的種類很多(duō)，分(fēn)類方法(fǎ)也(yě)很多，根(gēn)據光(guāng)譜(pǔ)儀(yí)所采用(yòng)的分(fēn)解(jiě)光譜(pǔ)的原理(lǐ)，可以(yǐ)將其 分成(chéng)兩大類：經(jīng)典(diǎn)光(guāng)譜儀和新(xīn)型光譜儀。經(jīng)典(diǎn)光譜儀(yí)是建(jiàn)立(lì)在空(kōng)間(jiān)色(sè)散（分光）原理(lǐ)上的儀器，新型光譜(pǔ)儀是(shì)建立在(zài)調製(zhì)原理(lǐ)上(shàng)的(dí)儀(yí)器(qì)，故又(yòu)稱(chēng)為(wéi)調(tiáo)製(zhì)光譜儀。

 

　　納(nà)秒泵(bèng)浦(pǔ)探測光譜(pǔ)儀色散原(yuán)理分類：棱鏡光(guāng)譜(pǔ)儀，衍射光(guāng)柵光(guāng)譜儀和幹(gān)涉光譜(pǔ)儀(yí)。接(jiē)收和(hé)記(jì)錄光譜的(dí)方(fāng)法(fǎ)分類(lèi)：看譜(pǔ)儀，攝譜儀和(hé)光電(diàn)光譜(pǔ)儀。光(guāng)電光(guāng)譜儀又分(fēn)為光(guāng)電直(zhí)讀(dú)光譜儀，光電(diàn)單色(sè)儀和分(fēn)光(guāng)光度計。

 

　　一(yī)台(tái)典型的(dí)高分辨率(shuài)影像光(guāng)柵(zhà)光譜(pǔ)儀(yí)主要(yào)由(yóu)一個(gè)光學平(píng)台和一(yī)個(gè)檢(jiǎn)測(cè)係(xì)統組成(chéng)。包(bāo)括以(yǐ)下幾個(gè)主要部分：

 

　　1，入(rù)射狹縫： 在入射(shè)光(guāng)的照(zhào)射(shè)下形(xíng)成(chéng)光(guāng)譜儀成像(xiàng)係(xì)統的物點。

 

　　2，準(zhǔn)直(zhí)元件： 使狹縫(féng)發出(chū)的(dí)光綫變(biàn)為(wéi)平行光。該準直(zhí)元(yuán)件(jiàn)可(kě)以是一獨立(lì)的透(tòu)鏡(jìng)，反(fǎn)射鏡，或(huò)直接(jiē)集(jí)成(chéng)在(zài)色散元件上(shàng)，如(rú)凹(āo)麵光柵光譜儀(yí)中的凹麵光(guāng)柵。

 

　　3，色(sè)散元(yuán)件(jiàn)： 通常采用(yòng)光柵，使(shǐ)光(guāng)信號在(zài)空間(jiān)上按(àn)波(bō)長(cháng)分散成為多條光束。

 

　　4，聚焦(jiāo)元(yuán)件： 聚(jù)焦色(sè)散後的光(guāng)束(shù)，使其在(zài)焦平麵(miàn)上(shàng)形成(chéng)一係列(liè)入(rù)射(shè)狹(xiá)縫(féng)的(dí)像，其(qí)中每(měi)一像(xiàng)點(diǎn)對應於一特定波長(cháng)。

 

　　5，探測器(qì)陣列：放置(zhì)於焦平(píng)麵，用於(yú)測量各波長(cháng)像點的光強度(dù)。該(gāi)探測器陣列(liè)可以(yǐ)是(shì)CCD陣(zhèn)列或其它種類的光(guāng)探測器(qì)陣列。

 

　　高(gāo)分(fēn)辨率(shuài)影像光(guāng)柵(zhà)光譜(pǔ)儀(yí)應用(yòng)很(hěn)廣(guǎng)，在(zài)農(nóng)業，天文，汽(qì)車(chē)，生(shēng)物，化學，鍍(dù)膜，色(sè)度計量，環(huán)境檢測，薄(báo)膜工業(yè)，食品，印(yìn)刷，造紙，拉曼(màn)光(guāng)譜，半導體工(gōng)業，成(chéng)分(fēn)檢測(cè)，顏(yán)色混(hùn)合及(jí)匹(pǐ)配(pèi)，生(shēng)物(wù)醫學應(yīng)用(yòng)，熒光測量(liáng)，寶(bǎo)石成分(fēn)檢(jiǎn)測，氧濃(nóng)度傳(chuán)感(gǎn)器，真空室鍍(dù)膜過程(chéng)監控，薄膜(mó)厚(hòu)度測量(liáng)，LED測量(liáng)，發(fā)射光譜測(cè)量，紫外/可見吸收(shōu)光譜測量，顏(yán)色測(cè)量(liáng)等領域應(yīng)用(yòng)廣泛。