微型近红外光谱仪研究进展

归纳总结了现阶段国内外微型近红外光谱仪的发展现状,并对其原理结构以及优缺点进行阐述分析。最后对微型近红外光谱仪的发展前景进行了展望,微型近红外光谱仪在特定领域提高专用性的同时依然会朝着高信噪比、高分辨率、高稳定性、以及新材料、新工艺方向发展。     

近红外光纤光谱仪

金属会发生腐蚀现象。金属受腐蚀的程度一般都是靠检测人员通过肉眼检测的,这种检测多少有些主观性。因此,如果有一种能够测定金属衬底上局部或总的腐蚀程度和量的无损定量检测装置,那是非常理想的。     

近红外光谱仪

由StellarNet公司生产的NIRX-SR系列光谱仪采用512元的InGaAs光电二极管列阵和高速USB 2.0接口,其工作波长范围为0.9μm至2.2μm。这种坚固防     

一种近红外光纤布里渊光谱仪分辨率增强方法

对于研制的基于光纤受激布里渊效应的精密光谱分析仪,受激布里渊增益谱宽的存在限制了可用的最佳光谱分辨率,并造成受激布里渊增益系数与功率存在关联性。这些都会影响近红外光纤布里渊光谱仪的性能。针对上述问题,提出了一种光谱分辨率增强方法。采用两级受激布里渊过程级联,并结合待测光和泵浦光的功率调控,使得受激布里渊过程处于小信号、线性高增益区。结果表明,该方法能够实现约1.4倍的光谱分辨率增强效果,突破了原理理论限制,提升了近红外光纤布里渊光谱仪的性能。     

可见光/近红外光谱仪

美国分析光谱器件公司推出LabSpec 5000/5100系列便携式紧凑型可见光/近红外光谱仪。这些光谱仪的工作光谱范围为350nm至2500nm,并具有以太网或者可任选的无线通信功能。坚固的外壳具有防滑的尿烷端     

海洋光学推出新型近红外光谱仪NIRQuest升级版

海洋光学于近期推出高性能900～2200nm光谱响应的近红外光谱仪NIRQuest512-2.2,该产品是用于水分检测、化学分析、高分辨率激光检测和光纤特征研究等的理想设备。     

近红外微型光谱仪

Axsun技术公司最近推出XL和XLP两种系列近红外微型光谱仪,前者用于工业生产过程的监控,后者则用于药物分析。这两种光谱仪都配有可调的激光源     

近红外可见光傅里叶变换光谱仪的参考激光数字倍频方法研究

近红外可见光傅里叶变换光谱仪需要使用倍频后的参考激光千涉信号作为采样信号。由于锁相环倍频无法适用于低频的非周期信号,而传统的数字倍频方法误差又较大,因此提出了一种经过改进的基于传统数字倍频方法的算法,并对其进行了仿真和验证。实验结果表明,算法改进后,输出波形的非均匀性误差从-2%~+1.6%提高到了-0.82%~+0.4%,说明由倍频产生的非均匀性误差得到了良好改善。     

微型近红外光谱仪在苹果糖度测量中的应用研究

为了评估微型近红外光谱仪应用于现场水果糖度检测的可行性, 采用粒子群算法结合反向传播(BP)神经网络建立了苹果糖度的无损高精度快速检测方法, 研究了微型近红外光谱仪NIRscan以单波长和阿达玛变换两种测量模式获得的光谱数据, 应用多种不同的数据预处理方法和多元线性回归、偏最小二乘法、粒子群算法(PSO)、BP神经网络等算法建立分析模型。结果表明, 以阿达玛变换工作模式测得的光谱数据更好, 以1阶导数结合Savizky-Golay平滑算法作数据预处理, 应用PSO结合BP神经网络建立的苹果糖度预测模型具有更高的预测精度, 预测相关系数和均方根误差分别为0.9911和0.1502。该微型近红外光谱仪NIRscan用于苹果糖度的现场快速和高精度无损检测具有可行性。     

近红外光谱仪

B＆W Tek公司的BTC261E和BTC262E是两种动态范围大、暗噪声低、速度快的近红外光谱仪,它们都采用InGaAs列阵探测器,但分别覆盖920nm-1700nm和1100nm-2200nm两个波段。由于它们都配有精密的低温制冷和温度调节装置,因此适合如过程中检查和在线监测那样的长期测量应用。对于光的输入,这两种光谱仪都具有柔性的光纤耦合输入口,因此都能达到较高的信噪比。如果与光纤反射率探头和钨丝灯光源一起使用,它们就能构成基于光纤的反射率测量系统。     

基于DMD的近红外光谱仪的研究

数字微镜器件（Digital Micromirror Device,DMD）作为一种新型的空间光调制器,具有分辨率高、生产成本低、加工效率高等优点,使用起来非常灵活,因此实验室搭建了基于DMD的近红外光谱仪。首先,介绍了DMD近红外光谱仪的基本工作原理。其次,对该光谱仪进行了波长标定,提出基于同一样品吸光度曲线相关系数的方法对其进行了波长台间差标准化,使得波长的台间差在理论上小于0.1 nm,在模型转移时符合要求。又通过在强光与弱光条件下对其噪声与信噪比的测试实验对比得出DMD近红外光谱仪不同编码模版的选择准则:在强光条件下扫描方法优于阿达玛方法,在弱光条件下相反。最后,利用该光谱仪对实际样品汽油和柴油进行检测,测试结果表明该光谱仪性能稳定。该DMD近红外光谱仪检测波长范围为1 330~2 500 nm,吸光度偏差小于等于0.000 4 AU。     

阶梯光栅光谱仪

德国柏林激光器技术公司生产一种阶梯光栅光谱仪,该光谱仪通过激光诱导等离子体光谱学同时分析元素。仪器在175至750nm的波长范围内探测元素,在真空紫外中的光谱分辨率为35000,在紫外／可见光／近红外范围内的光谱分辨率为15000。两台对称排列的摄谱仪的光谱照射一个共用探测器。这两台摄谱仪的入射狭缝、阶梯光栅、棱镜和成像光具的参数可自由确定。     

Hadamard变换多谱段自适应光谱仪

通过获得目标的光谱特性,揭示目标物质的表面成分,从而识别目标.阐述了Hadamard变换多通道探测的原理及基于Hadamard变换的光谱成像仪原理,设计并研制了基于数字微镜器件(DMD)的Hadamard变换多谱段自适应光谱仪;使用该光谱仪在实验中成功的复原出目标物的光谱,从复原出的光谱曲线中可以鉴别出目标物,同时,将实验组所得光谱曲线与国际标准的光谱曲线进行了比较,平均误差小于4%.     

基于DMD的小型近红外光谱仪原理及优化分析

数字微镜器件小型近红外光谱仪器具有检测速度快、灵敏度高、无损伤检测、仪器小型化等优点,广泛应用于化学成分分析和质量检测。然而,作为仪器设计的前提,整个光谱范围的光学优化设计是系统的难点。文中研究了基于数字微镜器件小型近红外光谱仪的光谱成像系统的理论设计方法。该方法采用双配消像差透镜,结合几何像差理论,对小型数字微镜器件近红外光谱仪的设计进行了优化,以降低整个系统的像差。然后,利用光学仿真软件对准直接成像系统进行光学仿真。最终达到设计仿真要求。仿真结果表明,该分光计的整体尺寸小于150 mm×150 mm×150 mm,在工作波段1000~1700 nm范围内,其分辨率优于15 nm。因此,该方法能满足设计要求,在实际应用中具有广阔的应用前景。     

数字微镜Hadamard变换光谱仪光谱反演矩阵标定及实验

国内外对DMD空间光调制的Hadamard变换成像光谱仪做了大量的理论研究和实验验证,但这项技术的研究还不够成熟,很多问题需要进一步的研究。在这种光谱仪中每个像素点色散光谱的编码矩阵互不相同。通过比较激光编码图像灰度值的变化并结合S矩阵元素的变化规律,提出了一种光谱反演矩阵的标定方法。以七阶左移循环S矩阵为例设计编码模板,通过两组成像实验对光谱反演结果进行了验证。在第一组实验中,将一束激光波长为632.8 nm激光导入光谱仪中,光谱仪的光谱响应范围为550~680 nm,632.8 nm在第五个波段范围626~644 nm之内理论上只有波段范围为626~644 nm的第五幅光谱图像是明亮的,其余的图像没有能量分布,实际的实验结果与理论上的分析相吻合。在第二组实验中,让光谱仪对一个彩色蝴蝶模型进行成像,在反演后得到的光谱图像上提取两个测试点的光谱曲线,与用辐射度计提取的光谱特性曲线进行对比分析,实验结果表明反演所得的光谱曲线与辐射度提取的光谱特性曲线基本一致。两组光谱反演的实验结果验证了所提出的光谱反演矩阵标定方法的有效性。     

采用渥拉斯顿棱镜列阵的高性能非扫描傅里叶变换光谱仪

据美国《Applied Optics》杂志报道,美国DanKomisarek等研究人员研制了一种高性能非扫描傅里叶变换光谱仪,该光谱仪主要由一个渥拉斯顿棱镜列阵和一个二维光电探测器列阵组成。与现有的基于渥拉斯顿非扫描傅里叶变换光谱仪相比,其尺寸更小,     

采用静态傅里叶变换光谱仪的星载高光谱成像技术

静态傅里叶变换成像光谱仪可以使在小卫星上获得的高光谱数据变得更清晰。高光谱成像技术是通过观测电磁波谱的很大一部分,然后一次采集和解译数十到数百个分立频带来观察物体的。许多物质都会留下与众不同的光谱特征,而这些光谱特征是高     

成像光谱仪把天空看得更清楚

宇航工业需要把高光谱分辨率和大空间信息量结合起来的傅里叶变换光谱仪(FTS)．依靠三十多年的经验,加拿大ABB公司(前身为Bomem公司)报以成像傅里叶变换光谱仪．该公司发觉,对某个领域(军事、天文学或者工业)作出的贡献会使其它领域受益．例如:①穿轨迹红外探测器(CrIs)是下一代极轨天气传感器之     

慢光增强的用于化学分子检测的光谱仪

正光谱仪是实验室中检测化学物质成分的一个标准常用的仪器。光谱仪的种类很多,有波导阵列光谱仪、数字相位全息光谱仪,超棱镜等。一般来说,光谱仪的分辨率与其特征尺寸成反比的关系,如光栅和傅里叶变换光谱仪、能否不牺牲尺寸,在一张芯片上制作分辨率足够高的光谱仪呢?基于慢光的原理,可以在不降低分辨率的前提下,制作超越尺寸限制的光谱仪,其分辨率的增强度决定于群速度的大小、设计并制作了一个基于慢光原理的集成在一块芯片上的光谱仪,最高的光谱分辨率在0.03 nm、另外,可以通过温度调节来进一步对微腔的共振光谱进行微调,通过改变Fano参数来进一步提高光谱仪的光谱分辨率。