波長精度和重復性是光譜儀重要的質量指標之一，兩者對儀器的正確使用乃至實驗結果有著很大影響；另外，由于溫濕度、氣壓、磕碰等外界因素及儀器本身隨著使用年限的增加，光纖發射角、光柵的衍射能力和檢測器的探測效率等內部因素的變化，會對光譜儀傳感器的響應產生影響，因此，光譜儀需要定期定標才能獲得更準確的數據。
定義：光譜定標就是明確成像光譜儀每個通道的光譜響應函數，即明確探測儀每個像元對不一樣波長光的響應，從而獲得通道的中心波長及其通光譜帶的寬度。
在實際微型光纖光譜儀中，光波波長是由CMOS像素所反映的，因此在實際測量中由于環境和時間的影響會引起光波波長與像素之間的變化，光譜儀中各CMOS像素所對應的實際光波波長必須準確確定，否則測量的準確度就會降低。
如下圖1所示，大家普遍使用的交叉式光纖光譜儀采用CMOS芯片收集光譜數據，為了得到準確的測量結果，光譜儀在使用前必須進行嚴格的標定，確定CMOS像素和光波波長的對應關系。
圖1 普遍使用的交叉式結構的光纖光譜儀
常用的光纖光譜儀波長標定是采用特征光譜在CMOS對應的像素點上找到相應的位置，對于SR50C來說，探測用2048單元的線陣CMOS，測量光譜為200~1000nm，每個CMOS對應約0.4nm，光柵方程可以寫成
其中，m為衍射級次，d為光柵常量，i為入射角（可以認為是定值），θ為衍射角，在小角度下可以認為（sinθ~θ~x），可知波長與衍射級次近似成線性關系，綜合考慮大衍射角度等各種問題，我們可以采用最小二乘法三階多項式進行擬合，從而得到最小的偏差平方和。
式中a0，a1，a2，a3為擬合系數，x1，x2，…，x6為實測像素數，y1，y2，…，y6 為擬合后的波長。利用Matlab軟件進行編程求解得到y=a0+a1x1+a2x2+a3x3中的擬合系數。采用汞-氬校準光源進行標定。
以鑒知技術研發的微型光纖光譜儀SR50C為例，該光譜儀的汞氬燈光譜如圖2所示
圖2 SR50C的汞氬燈光譜
根據光纖光譜儀SR50C的波長標定結果來看，可以看出該產品的光譜范圍廣，支持200-1000nm范圍內的光譜定制，可以實現紫外、可見光、近紅外波段的高分辨率光譜檢測。
3
立即詢價
您提交后，專屬客服將第一時間為您服務