四大类型光谱仪原理简介
目前主流光谱仪可分为:色散型、窄带滤波型、傅里叶变换型、计算重建型,本文介绍它们的结构与适用场景。
原理科普
2026-04-12
约 6 分钟
一、色散型光谱仪
通过棱镜或光栅把不同波长的光按角度分散开,再用线阵或面阵探测器一次性采集。
优点:结构成熟、价格区间宽。
缺点:在做高分辨时,光路长、体积大。
二、窄带滤波型
用一组可调滤波器(FP 干涉、AOTF、LCTF)逐波段扫描。
优点:体积小,可做面阵成像(高光谱相机)。
缺点:扫描速度受滤波切换限制。
三、傅里叶变换光谱仪 (FTIR)
通过迈克尔逊干涉仪扫描光程差,对干涉信号做 FFT 得到光谱。
优点:全谱多通采集,信噪比高,红外波段尤其适合。
缺点:移动镜需要稳定机械结构。
四、计算重建光谱仪
用编码孔径或量子点结构得到含编码的强度信号,再通过算法(压缩感知、神经网络)重建光谱。
优点:结构紧凑,可做芯片级。
缺点:算法依赖标定,弱信号下效果有挑战。
选型建议
| 需求场景 | 推荐方案 |
|---|---|
| 实验室高分辨 | 色散型 |
| 现场快速识别 | 便携拉曼(色散型) |
| 红外定性分析 | FTIR |
| 高光谱成像 | 滤波型 / 计算型 |
| 嵌入式 / 微型化 | 计算重建型 |