如何判斷光譜儀性能好不好？

購(gòu)買儀器之前，首先要考慮的是儀器的性能，今天就來(lái)教你判斷光譜儀的性能好不好！

1. 波長(zhǎng)范圍

波長(zhǎng)范圍是光譜儀所能測(cè)量的波長(zhǎng)區(qū)間。常見(jiàn)的光纖光譜儀的波長(zhǎng)范圍是400nm-1100nm，也就是可以探測(cè)可見(jiàn)光和一部分近紅外的光。

一般來(lái)說(shuō)，寬的波長(zhǎng)范圍意味著低的波長(zhǎng)分辨率，所以用戶需要在波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)分辨率兩個(gè)參數(shù)間做權(quán)衡。如果同時(shí)需要寬的波長(zhǎng)范圍和高的波長(zhǎng)分辨率，則需要組合使用多個(gè)光譜儀通道（多通道光譜儀）。

2. 波長(zhǎng)分辨率

顧名思義，波長(zhǎng)分辨率描述了光譜儀能夠分辨波長(zhǎng)的能力，常用的光譜儀的波長(zhǎng)分辨率大約為1nm，即可以區(qū)分間隔1nm的兩條譜線。

波長(zhǎng)分辨率與波長(zhǎng)的取樣間隔（數(shù)據(jù)的x坐標(biāo)的間隔）是兩個(gè)不同概念。一般來(lái)說(shuō)，高的波長(zhǎng)分辨率意味著窄額度波長(zhǎng)范圍，所以用戶需要在波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)分辨率兩個(gè)參數(shù)間做權(quán)衡。

如果同時(shí)需要寬的波長(zhǎng)范圍和高的波長(zhǎng)分辨率，則需要組合使用多個(gè)光譜儀通道（多通道光譜儀）。

3. 噪聲等效功率和動(dòng)態(tài)范圍

當(dāng)信號(hào)的值與噪聲的值相當(dāng)時(shí)，從噪聲中分辨信號(hào)就會(huì)非常困難。一般用與噪聲相當(dāng)?shù)男盘?hào)的值（光譜輻照度或光譜輻亮度）來(lái)表征能一個(gè)光譜儀所能夠測(cè)量的弱的光強(qiáng)(Y軸的MIN值)。

噪聲等效功率越小，光譜儀就可以測(cè)量更弱的信號(hào)。狹縫的寬度、光柵的類型、探測(cè)器的類型等等參數(shù)都會(huì)影響噪聲等效功率。

4. 靈敏度與信噪比

靈敏度描述了光譜儀把光信號(hào)變成電子學(xué)信號(hào)的能力，高的靈敏度有助于減小電路本身的噪聲對(duì)結(jié)果影響。

狹縫的寬度、光柵的類型、探測(cè)器的類型以及電路的參數(shù)都會(huì)影響靈敏度。衍射效率高的光柵和量子效率高的探測(cè)器都有利于提高光譜儀的靈敏度。人為地調(diào)高前置放大電路的放大倍數(shù)也會(huì)提高名義上的靈敏度，但并不一定有助于實(shí)際的測(cè)量。寬的狹縫會(huì)改善靈敏度，但也會(huì)降低分辨率，因此，需要用戶綜合考慮和權(quán)衡。

5. 干擾與穩(wěn)定性

實(shí)際光譜儀與理想光譜儀的重要區(qū)別之一是其內(nèi)部存在雜散光等干擾。

雜散光會(huì)影響信號(hào)的準(zhǔn)確性，并對(duì)測(cè)量弱信號(hào)帶來(lái)麻煩。特殊設(shè)計(jì)的低雜散光光路能夠降低光路中的雜散光。

光譜儀的光路和探測(cè)器都不可避免地隨著環(huán)境而變化，例如，環(huán)境溫度的變化會(huì)導(dǎo)致光譜儀波長(zhǎng)（X軸）的漂移。對(duì)光路和探測(cè)器做特殊處理能夠增強(qiáng)光譜儀的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。然而，這些特殊處理會(huì)增加光譜儀的硬件成本。

6. 采樣速度和時(shí)序精度

光譜儀可以在一秒鐘內(nèi)采集約900幅完整的光譜。當(dāng)需要研究在更短時(shí)間內(nèi)的光譜變化時(shí)，更快速的光譜儀可以在一秒鐘內(nèi)采集高達(dá)8000幅光譜。

然而，這些光譜儀往往在波長(zhǎng)分辨率等指標(biāo)上不能與標(biāo)準(zhǔn)光譜儀媲美，用戶也必須綜合考慮各個(gè)指標(biāo)。

光譜儀必須具備好的時(shí)序性能方能捕捉到很短的脈沖信號(hào)。不同類型的光譜儀的時(shí)序精度差別很大，性能好的可以到納秒量級(jí)的時(shí)間精度，而性能差的只能到毫秒量級(jí)的時(shí)間精度。