手持光譜儀的發(fā)展歷史:
牛頓在1704年首先說(shuō)明光可以分解成光譜。太陽(yáng)光束通過(guò)暗房鎧窗上的圓孔，進(jìn)入玻璃棱鏡后，在墻上產(chǎn)生彩虹圖形。牛頓根據(jù)他創(chuàng)造的光顆粒理論解釋了這種現(xiàn)象，但他沒(méi)有詳細(xì)研究太陽(yáng)光譜。100多年后，渥拉斯登用狹縫代替圓孔，意外地發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光譜中的黑線和黑帶。1814年，夫瑯和費(fèi)用對(duì)這些光譜進(jìn)行了詳細(xì)的研究:他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察太陽(yáng)光譜，測(cè)量每條暗線的棱鏡折射角，并將最開放的光譜編號(hào)。
1859年可以認(rèn)為是光譜儀制造業(yè)發(fā)展的階段。這個(gè)階段的主要工作是開發(fā)實(shí)驗(yàn)室光譜儀使用的分散系統(tǒng)的基本形式。這個(gè)階段的光譜分析只是定性分析。
從光譜儀制造業(yè)發(fā)展的第二階段開始——?jiǎng)?chuàng)造出用于實(shí)驗(yàn)室、工廠和野外光譜定量分析的成批生產(chǎn)光譜儀和設(shè)備。
目前，光譜儀制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展到第三階段，其特點(diǎn)是測(cè)量自動(dòng)化，光譜儀根據(jù)特殊要求進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于儀器各部件的要求，從照明部分到接收部件，要使整個(gè)儀器適應(yīng)所提出的任務(wù)，同時(shí)根據(jù)信息理論計(jì)算光譜儀的特性。光譜儀的基本組成包括照明系統(tǒng)、分散系統(tǒng)(傳統(tǒng)光譜儀)、準(zhǔn)直系統(tǒng)和光源或檢測(cè)顯示系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和干涉系統(tǒng)(干涉調(diào)制光譜儀)。由于應(yīng)用要求不同，有的采用反射準(zhǔn)直和成像系統(tǒng)，有的取消成像系統(tǒng)。目前的光譜儀大多是無(wú)鏡系統(tǒng)。
微小型手持式光譜儀。
自20世紀(jì)90年代以來(lái)，出現(xiàn)了高效、低成本的光學(xué)元件和線性陣列檢測(cè)器件，光譜儀的小型化也隨之發(fā)展起來(lái)。由于CCD(ChargeCoupledDevices、電荷耦合器件)等成像設(shè)備的廣泛應(yīng)用，這種實(shí)時(shí)光電檢測(cè)設(shè)備的性能在提高的同時(shí)大大降低了成本。因此，可以使用CCD作為光譜分析儀的接收設(shè)備。目前，光譜儀模塊由于價(jià)格低廉而被帶到現(xiàn)場(chǎng)或可以安裝在生產(chǎn)線上。這種模塊化降低了單個(gè)傳感器的成本，可以更快地獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，使得不同應(yīng)用領(lǐng)域的傳感功能和光譜采樣容易集成。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，處理光譜數(shù)據(jù)的時(shí)間大大減少，使得高分辨率CCD陣列光譜數(shù)據(jù)需要處理大量復(fù)雜的光譜數(shù)據(jù)變得容易。筆記本電腦和CCD光譜儀可以放在一個(gè)小箱子里，可以在線實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，使樣品測(cè)試更容易研究人員。光譜儀的微小化與計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展密不可分。微型光譜儀采用傳統(tǒng)的分光原理，結(jié)合新技術(shù)和新設(shè)備，構(gòu)成微型設(shè)計(jì)理念得益于許多其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，新陣列光電成像設(shè)備的出現(xiàn)和成本的降低，光纖的批量生產(chǎn)，以及MEMS、集成光學(xué)等交叉學(xué)科新技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)模塊化小光譜成為可能。
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