光譜分析儀的應用及原理

光譜分析儀的應用

光譜分析儀主要用于評估光學系統的性能。特別是激光光源和LED光源的應用領域非常廣泛，從工業、醫療應用、信息通信到學術研究，研究它們的波長特性極其重要。

如何使用光譜分析儀的示例如下。

評估激光、LED等單色光源以及汞燈、氙燈等白光源的波長特性

評估光學元件與波長相關的反射率和透射率

光波分復用通信等光纖通信的質量檢查

光譜分析儀原理

光譜分析儀的原理根據光譜方法的不同，大致可分為以下兩種：色散型和干涉型。

1、色散光譜光譜分析儀

色散光譜是一種利用光譜元件在空間上解析波長成分并測量每個波長的強度的方法。

棱鏡和衍射光柵用作分光元件。光譜儀還由稱為準直器的鏡子和透鏡以及用于聚焦光的相機和透鏡組成。

在棱鏡的情況下，利用取決于波長的折射率差異來進行光譜分析。進入棱鏡的光根據其波長以不同的折射角射出。這使得在空間上解析您想要測量的光的波長分量成為可能。

在衍射光柵的情況下，利用取決于波長的衍射角的差異來進行光譜分析。當光進入衍射光柵時，對于每個波長，它以滿足衍射條件的角度以不同的角度發射。

2、干涉光譜分析儀

干涉光譜法是一種對待測光進行干涉并根據干涉圖樣測量光譜的方法。

為了對被測量的光進行干涉，有使用分束器的兩光束干涉方法和使用相對的高反射鏡的多光束干涉方法。在兩光束干涉法中，通過改變兩光束的光路長度，測量干涉光強度的變化（干涉圖），并對其進行逆傅里葉變換，可以計算出光譜。

利用多光束干涉法，通過被測量光的多次反射，可以僅提取諧振波長成分。通過改變鏡子之間的距離，諧振光的波長就會改變，因此通過重復這個過程，就可以測量光譜。

與檢測按波長分離的光強度的色散光譜法相比，動態范圍性能較差，但可以獲得較高的波長精度。