当购买任何OEM光谱仪时，必须考虑几个因素。这些因素包括光谱范围、光谱分辨率、信噪比(SNR)和测量类型。
其他标准包括成本，重量，易用性，维护和操作考虑因素。其中，最困难的因素是评估信号对噪声比较。许多光谱仪包括通过比较仪器的数字动态范围和噪声底板通常引用SNR的规范，但这并不表示用户必须考虑频谱属性，检测器噪声和收集的光量等因素的实际测量。
HES光谱仪和彻尔尼特纳系统
IS-仪器设计了HES系列光谱仪，使用户能够在紧凑且成本高效的封装中执行传输拉曼测量。仪器的高吞吐量提供了在利用这些系统时测量的优秀SNR。
获得的光量是三个主要因素的函数:仪器的光传输，吞吐量和探测器量子效率。
信噪比处理通常考虑散粒噪声有限的情况，推导探测器噪声的影响;所有分光计设计的通量保持相同。其他的处理方法考虑诸如相位误差、仪器漂移和其他可能的影响因素，这些因素可以直接比较系统之间的差异。
在本技术概要中，对HES光谱仪与标准契尔尼特纳系统的信噪比进行了比较。计算考虑了检测器噪声和信号强度，但不考虑漂移、相位误差和其他次要因素。
基于分散和干涉仪的系统
光谱测量系统可分为两类，即基于干涉仪的系统和色散系统。IS-Instruments HES光谱仪结合了这两种系统的优点。该系统易于操作，无需昂贵的光学元件，并保持了迈克尔逊干涉仪的吞吐量优势。
该仪器结构紧凑，没有活动部件。高通量进一步提高了HES OEM光谱仪的灵活性，使其能够集成到更大的系统中，特别是在检测扩散源时。
SNR计算
光谱仪从漫射源采集到的信号量如下式所示:
s = qe oEaω.
其中，QE为探测器量子效率，OE为仪器的光学透射率，AΩ为接收光学面积立体角积的光谱仪。对于HES光谱仪，AΩ产品由色散元件被照亮的面积和仪器的视场(FOV)指定。
对于切尔尼透纳系统，AΩ产品是由仪器的f/#号和狭缝宽度激发的。这个系统与仪器的光谱分辨率成正比。
视场他是=2π/ r
R代表系统的分辨率，相当于迈克耳孙干涉仪的吞吐量，通常导致HES光谱仪的吞吐量比具有相同光谱分辨率和物理尺寸的典型切尔尼特纳系统高出100倍或更多。
仪器的QE显然是使用探测器的功能。出于本研究的目的，假设两个系统都包括相同的检测器。
选择任何光谱仪时，用户必须在其噪声和灵敏度方面考虑探测器。为了获得高吞吐量优势，HES光谱仪在光传输方面不再是光的一半。因此，由HES仪器观察到的信号（s他是)与彻尔尼特纳体系(SCZ)，在相同的观测条件下为:
年代他是≥50岁CZ
在HES光谱仪中，频谱在傅里叶空间中恢复。从信号源返回返回的光以同时恢复所有光谱线，并且均匀地分散在所有像素上。因此，在研究单一光谱线时，HES仪器对检测器的噪声效应更敏感。
在射门噪声有限的情况下，与胫骨特性仪器相比测量相比，HES仪器将在SNR中具有7.07改善。
HES光谱仪的基本模型
有三种基本模型的HES光谱仪可用。使用的探测器是每个系统之间的主要区别。HES光谱仪中使用的三种类型的探测器是一种加工的CMOS设备，类似于手机中的存在;高质量，冷却的CCD，类似于Andor IDUS 420系统;和冷却的CCD类似于IVAC摄像头（图1-3）。
表1．仿真情况。
|
契尔尼特纳光谱仪观测到的信号光子/秒 |
探测器噪声(e /影片/秒) |
笔记 |
| 黑暗的噪音 |
读取噪音（RMS） |
| 案例1 |
10 |
0．3 |
5 |
成本有效，非冷却CMOS探测器。 |
| 案例2 |
One hundred. |
0．3 |
5 |
| 案例3 |
10 |
0．01 |
5 |
中程，冷却相机(-50至-60°C) |
| 例4 |
One hundred. |
0．01 |
5 |
| 例5 |
10 |
0.003 |
3. |
顶部范围，冷却相机（ - 80°C） |
| 案例6. |
One hundred. |
0.003 |
3. |
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图1所示。用于未冷却CCD的SNR比较：LH Image =每秒观察到10个光子;RH图像=每秒观察到100个光子。红线= HES光谱仪性能;蓝线=胫骨制圆锥形性能。
图片来源:IS-Instruments
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图2。冷却CCD（壳体3和4）的SNR比较：LH图像=每秒观察到10个光子;RH图像=每秒观察到100个光子。红线= HES光谱仪性能;蓝线=胫骨制圆锥形性能。
图片来源:IS-Instruments
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图3。高质量冷却CCD（壳体5和6）的SNR比较：LH图像=每秒观察到10个光子;RH图像=每秒观察到100个光子。红线= HES光谱仪性能;蓝线=胫骨制圆锥形性能。
图片来源:IS-Instruments
多路复用的优势
当频谱分布在更多的像素上时，在使用切尔尼特纳系统时必须考虑每个像素的噪声。这降低了观察到的总体信噪比。另一方面，HES光谱仪具有部分复用优势。由于所有的光都分散在检测器上，因此没有等效的效果，因此提供了比传统色散光谱仪产生的性能更强的性能。
结果表明，即使探测器的噪声超过了散粒噪声，HES谱仪也有很大的优势。这使得该仪器适合于拉曼测量。
结论
HES光谱仪是一种经济有效的解决方案，并被证明是许多应用的理想选择，包括传输拉曼测量。与标准色散系统相比，该系统具有更大的吞吐量。HES仪器具有多重优势，进一步提高了其性能。它也紧凑，易于使用，并提供了显著的改进信噪比测量从一个特定的源。
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此信息已采购，审核和改编自用于仪器提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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