在线光谱仪的核心技术全链路涵盖色散元件、聚焦成像系统、探测器及信号处理系统，各环节协同实现高精度光谱分析，具体拆解如下：
1.色散元件：光谱分离的基石
色散元件是光谱仪的核心部件，通过光的色散原理将复合光分解为单色光。常见类型包括：
光栅：利用衍射原理，通过周期性结构使不同波长光以不同角度偏转，实现波长分离。其优势在于分辨率高、色散均匀，且适用于紫外到近红外波段。但需配合滤光片消除多级次光谱的杂散光干扰。
棱镜：基于不同波长光的折射率差异进行色散，短波长光色散能力更强。其结构简单、成本低，但存在非线性色散和色散不均匀问题，通常用于可见光波段。
PGP（棱镜-光栅-棱镜）组合：以光栅为核心，结合棱镜实现线性色散，但制作成本较高，系统体积较大。
2.聚焦成像系统：光信号的精准传递
色散后的单色光需通过聚焦成像系统（如透镜组）汇聚至探测器像面。系统需满足广角、大孔径、宽波段要求，并消除色差以实现平像面成像，确保光谱线清晰分离。例如，ICP光谱仪采用中阶梯光栅配合棱镜交叉色散，兼顾光通量与分辨率。
3.探测器：光信号到电信号的转换
探测器需具备高灵敏度、低噪声和快速响应特性：
CCD（电荷耦合器件）：适用于宽波段检测，通过面阵或线阵结构实现高分辨率光谱采集。例如，VeritySD1024G光谱仪采用TEC制冷CCD，降低暗电流噪声，提升信噪比。
光电二极管阵列：用于高速检测场景，如LIBS光谱仪需在毫秒级时间内完成元素分析，对探测器响应速度要求高。
4.信号处理系统：数据优化与输出
电信号经放大、滤波后转换为数字信号，通过算法消除噪声、校正波长漂移，最终生成光谱图像或数据。例如，光谱仪通过标样制定工作曲线，实现元素含量的定量分析。
更新时间：2025-09-04
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