照明和展示制造商必须确保其产品在光输出中保持一致，从而依靠有效的质量控制方法。必须在不同的环境中对其产品进行验证，并测量其输出，以确保它们将根据需要运行。
一种这样的测量技术是光谱测定法，它提供了这种能力，并允许具有广泛参数的光源表征。这使得可以建立标准，从而为更加一致的照明设定了蓝色印刷。光谱仪可以进行两种辐射测量，这些测量值是客观地测量光和光度测量的，这与人类的感知光有关。
光谱仪
光谱仪是一种测量和记录电磁光谱特定区域的光波的设备。它通过光线，将其分成光谱成分并将信号数字化作为波长的函数来起作用。最终的数据通过软件进行处理和分析。
光通过镜头，余弦校正器或连接到集成球体的光纤从外部光源进入光谱仪。然后，它穿过狭窄的入口缝隙进入仪器内部腔室。
缝隙可以很好地控制进入光谱仪的光量。然后，将发散的光通过凹面镜准直并聚焦在光栅上，该光栅以略有变化的角度分散光的光谱成分。这将根据波长拆分光，然后由第二个凹面镜将碎片的光聚焦到检测器上。
.png)
在一些尖端的微型光谱仪中，入射光是通过凹形全息光栅而不是镜子和光栅处理的。然后将检测器上的光谱图像转换为数字信号，该信号经过处理和分析以提供光谱和其他特征测量。
光谱仪可以测量什么？
光谱仪的基本函数是测量强度作为波长的函数。但是，所采购的数据不仅包含光谱电源分布。可以测量整个参数范围，包括辐射源的绝对校准辐照度，例如白炽灯，LED，气体散热灯和平板显示屏。
还有其他参数，例如颜色渲染能力（CRI），光合活性辐射（PAR），颜色坐标（XYZ，YXY，YU’V’），峰值波长，显性波长等。
在一个实际示例中，我们可以考虑具有几个重要参数可以通过光谱仪量化的照明产品。照明的关键因素是颜色一致性或颜色差，并且光谱仪提供了一种定义明确的方法，可以比较每个组件的发射颜色，例如测量RGB LED时。
除此之外，光谱仪可以跟踪主要波长，并计算颜色温度以调节和记录照明产品。对于使用电子显示的任何人来说，一个重要的示例是监视高能量蓝色波长。
长时间的人类接触到展示中存在的光线，照明设备会损害视力（蓝光危险）。这些只是可以放入光谱仪的几种用途，这表明它必须具有灵活性并允许一系列测量和操作模式。这种类型的光谱仪的一个例子是Admesy的Rhea。
RHEA-光谱仪的关键组成部分
为了配置200和1100 nm Admesy范围内的测量值，现在提供了灵活的光谱计平台Rhea。有了狭缝尺寸的各种选择，光栅和传感器可以使光学应用完全灵活。
还可以通过许多可选的附加组件来定制RHEA，例如直接镜头，余弦校正器和光纤连接器，以连接到集成球体。对于非常高灵敏度测量，该仪器还具有冷却（-10°C）的高端CCD检测器。
过滤器
为了覆盖尽可能大的动态范围，RheA结合了一个具有四个中性密度（ND）过滤器的过滤器，其光学密度（OD1，OD1.3，OD2和OD3）允许仪器以低亮度运行至非常非常非常非常高亮度水平。完全开放和封闭的配置由滤波器轮（OD0和快门功能分别）在第五和第六位置占据。
中性密度（ND）过滤器的专门设计，以统一在特定光谱的一部分上均匀减少透射率，通常由它们的光密度（OD）定义，这是对滤波器阻止的能量的量度。高光密度值表示较低的传输，低光密度表示高传输。每个ND滤波器都经过完全校准，因此ND滤轮位置之间看不到光谱差异。
狭缝
缝隙使光线进入光谱仪，每个缝隙的宽度都会影响分辨率。狭缝较窄，光学分辨率越高。由于狭缝宽度的减小，信号强度会降低，因此需要更长的整合时间。
光谱仪中最常见的缝隙宽度为10、25、50、100和200μm。狭缝的高度和宽度还必须符合光纤电缆的直径，该光纤电缆将光通道进入光谱仪。这限制了根据光学台的设计使用一些缝隙。
凹面镜
凹面镜反射光束，改变其路径，使其在达到衍射光栅之前尽可能接近平行。准直仪具有改善分辨率的作用，但同时它们会降低强度。带有Czerny-Turner配置的Rhea的光学台面有两个凹面镜，其中第二个用于将相似波长的光聚焦到CCD传感器的同一像素上。
衍射光栅
光谱仪的核心是衍射光栅。该组件将传入的辐射拆分，然后通过波长分散每个单个光谱元素，并通过第二凹面镜将它们投射到检测器上。
波长范围以及光谱仪可以实现的光学分辨率是由光栅确定的。有两种不同类型的衍射光栅：统治光栅和全息光栅，分散水平降低了线条或凹槽的数量。统治的光栅非常简单且价格便宜，但是，有缺陷的表面表现出更多的流浪光。全息光栅用于在高端光谱仪中最小化此问题。
Rhea有几个光栅，每个光栅每毫米有一定数量的凹槽。该凹槽密度对光谱仪的光学分辨率有影响：凹槽越多，越宽的光被分散。由于光学台的检测器和设计宽度限制，因此更宽的色散也意味着较小的波长范围。
除了考虑凹槽密度外，配置光谱仪的另一个重要参数是光栅的燃烧波长。大火波长表示为纳米波长值，表示光栅响应是波长的函数。这可能会导致每毫米的凹槽相同，从而导致不同的优化波长范围，其基于其燃烧波长。
检测器 - 电荷耦合设备（CCD）
CCD是用于在分裂后拾取所得波长的检测器。CCD由基于硅的多通道阵列（像素）中的数百万个单独的检测器元素组成，该元素可以检测紫外线，可见和近infra光。
暴露于光线时，每个像素开始积聚电荷。就像光子撞击像素并释放电子时一样，这些碰撞加起来，并且发生了充电的积累。光（即光子越多）或相互作用的时间越大，而发育的电荷就越长。细胞之间的电荷是“耦合的”，它放大了模拟信号，产生了高度敏感的光谱仪。
一旦测量周期结束（集成时间），每个元素的电荷将通过读取电子设备读取，此时测量每个单独的电荷读数。CCD广泛用于光谱，因为它们为特定波长范围提供了最大的灵敏度，均匀性和噪声特性。通常需要进行一定程度的冷却，以使CCD适用于降低噪声量的高级光谱法。
这对于处理非常低亮度水平并且仍然需要准确测量数据的应用程序特别有趣。通常使用毛发冷却或低温液体氮进行冷却。
参考和进一步阅读
- 克鲁奇，斯坦利；Skoog，Douglas A.（2007）。工具分析的原则。澳大利亚：汤姆森·布鲁克斯/科尔。ISBN 0-495-01201-7。
- Kalyani Chaganti，Ildar Salakhutdinov，Ivan Avrutsky和Gregory W. Auner，“一个简单的微型光学光谱仪，具有平面波导Grating耦合器与Plano-Convex镜头结合使用”，Opt。Express 14，4064-4072（2006）
- Ade Yeti Nuryantini，Ea Cahya septia Mahen，Asti Sawitri和Bebeh Wahid Nuryadin，自己做：纳米材料特征的物理本科教学的光谱仪
- Tipler，Paul（1992）。基本现代物理。麦克米伦。p。149. ISBN 9780879015695。
此信息已从Admesy提供的材料中采购，审查和改编。欧洲杯足球竞彩
有关此消息来源的更多信息，请访问Admesy。