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光纖光譜儀

1666 年，英國物理學家牛頓將太陽光通過圓孔射到置于暗室中的三棱鏡上，太陽光通過三棱鏡分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等七種彩色圓象。他在另一個實驗中把分離的彩色圓象再通過同樣的三棱鏡，將它又重新組合成“白光”。牛頓的這個實驗建立了光譜學的實驗基礎。微型光譜儀

1802 年沃拉斯頓利用狹縫代替了牛頓分光裝置中的圓孔，使光譜儀器的分辨率急速提高。1859 年克希霍夫和本生為了研究金屬的光譜，自己設計和制造了一種完善的分光裝置，是世界上首臺實用的光譜儀器。從牛頓到克希霍夫和本生共經歷了將近兩百年的時間，逐漸形成了現代光譜儀器的基礎。微型光譜儀

普通全息川型凹面光柵【具有準直、色散以及成像功能,在上簡化了色散光譜成像系統的結構,但是由于其成像特性符合羅蘭圓結構,成像譜面為曲面,無法使用線陣或面陣探測器進行全譜測量,所以只是被廣泛地應用于單色儀成像系統。作為改進型型全息凹面光柵降,平場全息凹面光柵不僅具有準直、色散以及成像功能,而且還具有平直的成像光譜面。配合線陣或面陣光電探測器,使得成像光譜的光電直讀成為可能,整體系統只包含平場全息凹面光柵一個光學元件,系統結構簡單,非常有利于光譜儀微型化的實現。微型光譜儀

在光能利用率方面,雖然此類系統光學元件少,減少了成像過程中光束在光學界面上的損耗,但是由于平場全息凹面光柵的效率較其他類型的光柵低,所以系統光能利用率的提升有限。其次因為大孔徑的此類光柵難以設計,孔徑越大殘留像差如球差、彗差及譜面彎曲等也越大,可能會嚴重影響到系統的成像質量,所以系統的集光率也受到了一定的限制。微型光譜儀

便攜式光譜儀都采用閃耀光柵。當光柵刻劃成銀齒形的線槽斷面時，光柵的光能量集中在預定的方向上，即某一光譜級上，從這個方向探測的時候，光譜的強度強，這種現象稱為閃耀，這種光柵稱為閃耀光柵。在閃耀光柵中，槽面與光柵的表面呈一定的夾角，這個夾角稱作閃耀角。光強對應的波長稱為閃耀波長。微型光譜儀

光譜學儀器的成像系統基于高斯光學理論，高斯光學也成為近軸范圍的幾何光學。光譜儀器的成像系統應該只是傳播物體的像，在傳播的過程中像本身不會發生扭曲形變，只可能同比例的放大或者縮小，所Ｗ光譜儀成像系統應該滿足下幾個特點：

１）準直鏡的出射光束必須是平行的；

２）光柵只起到分光作用，不能參與成像；

３）物鏡焦面所獲得的單色像是狹縫的無扭曲變形同比例放大或縮小的像；

便攜式制冷型光纖光譜儀中的光學元件有狹縫、光閑、準直鏡、光柵、物鏡、CCD，狹縫與光鬧是通過激光切割來實現的，本設汁的狹縫與光巧是通過激光在鉛片上切割來實現的，狹縫與光闌的切割邊緣毛刺較少。微型光譜儀

狹縫與光閑是直接固定在光譜儀光纖接口的狹縫座內，在裝配過程中要保證狹縫方向與機殼底面垂直。準直鏡與物鏡的鏡架需要能夠支持準直鏡與物鏡的俯仰角度調節，并且還要能夠支持小角度的旋轉，光柵支架的設計需要光柵能夠旋轉調節。CCD的支架設計需要配合機械結構設計與電路布局。微型光譜儀

光譜儀的機殼首先要保證光學系統的性能，同時還要隔絕外界干化，并且要預留足夠空間方便光學鏡架調節和散熱片與風扇的安裝。電路的布局限位要根據光譜儀的機殼來確定，確保電路焊接的器件不與機殼干涉。并且結構要徑便，方便攜帶。微型光譜儀