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PROUCTS LIST
高(gao)效(xiao)(xiao)性：具有(you)高(gao)效(xiao)(xiao)的特點，它可以實(shi)現(xian)快(kuai)速、自動化(hua)的樣品檢測，大大提(ti)高(gao)了檢測效(xiao)(xiao)率。
光(guang)(guang)(guang)纖光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀作為一種新(xin)興的光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)分析工具，以其獨(du)特的優勢在(zai)材(cai)料(liao)科學、生物醫(yi)學研究(jiu)、環(huan)境監測、天文學研究(jiu)等多(duo)個領(ling)域(yu)展(zhan)現出巨大的應(ying)用前景和潛(qian)力。本(ben)文將(jiang)從光(guang)(guang)(guang)纖光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀的基本(ben)原理(li)出發，探(tan)討其在(zai)不(bu)同領(ling)域(yu)的應(ying)用，以及如何根據實際需(xu)求(qiu)選擇合適的光(guang)(guang)(guang)纖光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀。
1.基本原理(li)
光(guang)(guang)纖光(guang)(guang)譜儀是一種(zhong)基于(yu)光(guang)(guang)纖傳輸(shu)光(guang)(guang)信號并通過分光(guang)(guang)技(ji)術對光(guang)(guang)信號進行波(bo)長(chang)分析的儀器，主(zhu)要由(you)入(ru)射狹(xia)縫、準直(zhi)物鏡、色(se)散元件(光(guang)(guang)柵或棱(leng)鏡)、聚(ju)焦光(guang)(guang)學系統和探測器組成。其工作原理(如(ru)圖1)如(ru)下：
圖1 單通道(dao)光纖光譜(pu)儀(yi)工作原理示意圖[1]
采(cai)集光(guang)信號：發出的光(guang)經(jing)過光(guang)纖傳輸至樣品(pin)處，再將樣品(pin)反射或透射的光(guang)信號傳輸到(dao)光(guang)譜儀(yi)。
分(fen)解光(guang)信號：進入光(guang)譜儀后(hou)的(de)(de)光(guang)信號，先(xian)經過準直(zhi)物鏡或(huo)光(guang)學(xue)系統而轉化為平行光(guang)，再通過色散(san)元件(jian)(光(guang)柵或(huo)棱鏡)將光(guang)信號分(fen)解成不同波長的(de)(de)光(guang)束。
聚(ju)焦光信號(hao)：分(fen)離后的光信號(hao)被(bei)聚(ju)焦到一個光電探測器數組(CCD或CMOS)上，將光信號(hao)轉化為電信號(hao)。
分(fen)析光(guang)譜數據(ju)(ju)：探測器(qi)上的電信號轉換為數字信號，通過數據(ju)(ju)處理系統而得到所需的光(guang)譜數據(ju)(ju)。
2.應用領域
光纖(xian)光譜(pu)儀具(ju)有高靈敏度、高分辨(bian)率、非(fei)破壞性和(he)快速分析、操(cao)作簡便(bian)和(he)多(duo)用(yong)途(tu)性等優點，而且相較于(yu)傳統的光譜(pu)儀更加(jia)便(bian)攜，便(bian)于(yu)現場使用(yong)，因(yin)此在材料科學(xue)、生物醫學(xue)研究、環(huan)境監測(ce)、天文(wen)學(xue)研究等多(duo)個(ge)領(ling)域得到(dao)了廣泛的應(ying)用(yong)，圖(tu)2所(suo)示。
材(cai)料(liao)(liao)科(ke)學(xue)：在材(cai)料(liao)(liao)科(ke)學(xue)研究方面(mian)，光(guang)纖光(guang)譜儀常用于(yu)研究納米材(cai)料(liao)(liao)、聚合物(wu)、金(jin)屬合金(jin)等的光(guang)學(xue)特性，通過對物(wu)質的光(guang)譜分析，可以深(shen)入了解(jie)材(cai)料(liao)(liao)的微(wei)觀結構和化(hua)學(xue)成分。
生物醫(yi)學：在(zai)生物醫(yi)學研究領域，光纖(xian)光譜儀被(bei)廣(guang)泛應用(yong)于疾病(bing)診斷、細胞分析(xi)和藥物篩(shai)選等。
圖2 光纖光譜儀的(de)一些應用(yong)領域
環境(jing)監(jian)測：在(zai)環境(jing)科學(xue)研究中，光(guang)纖光(guang)譜儀用于(yu)監(jian)測大氣污染、水質污染和土壤污染等問題。通(tong)過分析空氣、水和土壤中的光(guang)譜特(te)征(zheng)，可以快(kuai)速準(zhun)確地檢測污染物(wu)的存在(zai)及其濃度。
天(tian)文(wen)學研(yan)究：在天(tian)文(wen)學領域，光纖光譜儀(yi)可(ke)以用于觀測遙遠(yuan)星體(ti)的光譜特征(zheng)。通過對恒(heng)星、行星和(he)其他天(tian)體(ti)的光譜分析，可(ke)以了(le)解它(ta)們的化學組成(cheng)、溫度、運動狀態等信息(xi)。
由于光(guang)纖(xian)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)獨特的優勢，其幾乎(hu)可以在(zai)任何(he)需要進行(xing)光(guang)譜(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)的場合發(fa)揮(hui)作用(yong)。比如，光(guang)纖(xian)光(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)可以用(yong)于測量物質的拉(la)曼光(guang)譜(pu)(pu)，而(er)拉(la)曼光(guang)譜(pu)(pu)技術(shu)主(zhu)要用(yong)于分(fen)析(xi)(xi)物質在(zai)可見光(guang)波段的分(fen)子振動和結構信息。
如圖3所(suo)示，在實(shi)際(ji)物質(zhi)檢(jian)測與(yu)分析(xi)時常采用的方(fang)法有(you)：化學分析(xi)法、質(zhi)譜(pu)(pu)分析(xi)法、X射線衍射法、太赫茲光譜(pu)(pu)法和拉曼光譜(pu)(pu)法等。每(mei)種(zhong)檢(jian)測方(fang)法各有(you)優(you)劣，而拉曼光譜(pu)(pu)技術具(ju)有(you)非破壞性、高(gao)分辨率、實(shi)時分析(xi)、適用范圍廣等優(you)勢。
圖(tu)3 物質檢測中常見的幾(ji)種方法
圖(tu)4是使用光譜(pu)儀測得(de)的苯甲酸(suan)(BA)晶體以及基底上不同(tong)濃度的苯甲酸(suan)的拉(la)曼光譜(pu)圖(tu)。
圖(tu)4 苯(ben)甲(jia)酸晶(jing)體以及納米多孔金(jin)基(ji)底(di)(NPG)上不同濃度的苯(ben)甲(jia)酸的拉曼(man)光譜圖(tu)
此(ci)外，光(guang)纖光(guang)譜儀(yi)還可以與其(qi)他技(ji)術(shu)相結合，如(ru)人工智能和大數據分(fen)析，進一(yi)步提(ti)升其(qi)在(zai)科(ke)研中的(de)應(ying)用價(jia)值。
