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微型光纖光譜儀體積雖小，卻是高分辨率的光學(xué)神器
點(diǎn)擊次數(shù)：726 時(shí)間：2023-05-26
隨著科技的不斷進(jìn)步，光學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。其中，光譜技術(shù)作為一種非常重要的分析手段，在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)代光譜技術(shù)的核心設(shè)備之一就是光譜儀。
傳統(tǒng)的光譜儀大多體積龐大、價(jià)格昂貴，同時(shí)需要復(fù)雜的調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)。這些因素限制了它們?cè)谀承?shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的使用。近年來(lái)，微型光纖光譜儀的出現(xiàn)，給解決這些問(wèn)題帶來(lái)了一線曙光。
所謂微型光纖光譜儀，是指將傳統(tǒng)光譜儀中的主要部件（如光源、檢測(cè)器、光柵、棱鏡等）集成到一個(gè)微型芯片中，通過(guò)微小的光纖連接以實(shí)現(xiàn)光譜分析的儀器。相對(duì)于傳統(tǒng)光譜儀，它有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：
1.體積非常小，可以輕便攜帶。它們不需要大型機(jī)箱和冷卻裝置，因此可以在實(shí)驗(yàn)室、野外或其他狹小空間中使用。這為各種領(lǐng)域的分析人員提供了更加靈活的選擇。
2.具有非常高的分辨率和精度。由于光路非常短，信號(hào)傳輸損失也較小，同時(shí)芯片上的元件制造工藝也越來(lái)越成熟，所以它們能夠達(dá)到比傳統(tǒng)光譜儀更高的分辨率。例如，一些商用光纖光譜儀的分辨率達(dá)到了0.1納米級(jí)別。
3.它具有優(yōu)異的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的光譜儀通常需要定期進(jìn)行調(diào)校和校準(zhǔn)，而微型光纖光譜儀無(wú)需如此，因?yàn)樗鼈儍?nèi)部的元件配置是固定不變的。這也節(jié)省了用戶的時(shí)間和資金成本。
4.還具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。這種技術(shù)可以通過(guò)增加或替換芯片中的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同波段或功能的光譜分析。例如，可以加入特殊材料、納米結(jié)構(gòu)或微型器件來(lái)實(shí)現(xiàn)超寬帶、高靈敏度、偏振選擇等特殊需求。
微型光纖光譜儀在分辨率、體積、穩(wěn)定性等方面都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)，成為了現(xiàn)代光譜技術(shù)中的重要組成部分。雖然現(xiàn)階段該技術(shù)尚存在一些限制，如波長(zhǎng)范圍、信號(hào)噪聲等，但相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題也將得到逐步解決。
