【FAQ】微型光谱仪_滨松光子学商贸(中国)有限公司

入射到微型光谱仪上的光波按光谱分光，依波长一维排列。然后这些光入射到图像传感器，通过读出每个入射位置输出的电信号，就可获得波长的信息。图像传感器由一个光电转换阵列和电荷传输电路组成，电荷传输电路将转换阵列输出的电荷传输到外部器件。我们称只包含这些器件的微型光谱仪为"头型"。我们也提供"模块型"微型光谱仪，它包括一个头型光谱仪结构、驱动电路、电路接口，可以用电脑直接控制。而对于头型光谱仪，我们也会提供评测电路来连接电脑。

Q2：微型光谱仪集成了哪种类型的图像传感器？

根据各种不同的微光谱仪，采用不同的光谱响应范围和灵敏度的线性图像传感器。

Q3：什么是积分时间？

积分时间即传感器积累入射光产生的电荷的时间。其积累的电荷和积分时间成正比，因此若入射光较弱，可以通过延长积分时间来积累足够的电荷。注意，但是积分时间越长，图像的传感器的暗输出也增加。

Q4：关于设置积分时间，我需要知道是什么？

积分时间的范围是5~10000ms，增量为1ms。尽管积分时间设置因光谱仪型号不同而不同，但是对于积分时间1000ms以上的光电转换器来说，暗电流和噪声都会增加，其中最主要考虑因素是暗电流。对于1000ms积分时间以下，暗电流和噪声基本上是固定值。

Q5：如何驱动微型光谱仪？

微型光谱仪有一个USB接口，可以利用提供的USB线驱动通过和PC连接。一些微型光谱仪只需要USB线就可以运行，而其他的光谱仪泽需要外接电源。当使用微型光谱仪需要外部电源时，请使用与产品相关的电源连接器。

注意1：操作头型微光谱仪，请将符合安装要求的驱动电路安装到设备。我们提供一个评测电路（单独销售），用于简单地测评头型微光谱仪。

注意2：USB总线电源具有电流上限，当使用总线供电的hub，或者与其他USB总线供电的器件共用，或者连接多个微型光谱仪时，需注意USB的上限电流是否满足。有些PC，特别是笔记本，可能会默认设置为在省电模式下USB供电关闭。当PC进入省电模式，可能会发生与微型光谱仪的通信问题。因此，应该禁用PC省电模式。

Q6：有没有微型光谱仪的软件？

微型光谱仪（除了头型微光谱仪）配备评测软件，评测软件包含以下功能：设置测量条件、获取和存储数据、显示图形等，可用于基本测量。

Q7：评测软件对操作系统有什么要求？

以下操作系统可用。其他系统环境不保证可用。

推荐使用CPU性能好，内存大的PC。

Q8：除了基本功能以外，评测软件还可以做什么？

评测软件可以CSV格式存储测量结果，该文件加载到其他软件来处理。评测软件还配备器件驱动和DLL，可用于Visual C++和Visual Basic等，用户可开发自己的测量程序。但是，对于头型微光谱的评测软件的DLL功能规范，用户是不可用的。

Q9：怎样将图像传感器的像素数据转换为波长数据？

传感器的每个像素和波长之间的关系可用下列5阶近似式计算：

波长(nm)=a0+a1pix1+ a2pix2+ a3pix3+ a4pix4+ a5pix5

a0~a5：微型光谱仪的内存系数。

pix：任何一个像素序号（1~最后一个像素）评测软件可以使用这些系数来显示转换为波长的数据。

需要注意，根据该近似计算的数值可能与光谱的已知值有微小差距。

Q10：微型光谱仪模数转换器转换后的数值可以转换为光照强度吗？

不能。因为微型光谱仪没有计算该转换的数据。

Q11：是否提供用户手册和技术参考？

PC安装评估软件后，用户手册和技术参考也存储在了PC上。如需查看，从windows开始菜单，选择【程序】-【Hamamatsuminispectrometer】-【Document】

Q12：微型光谱仪可连接哪种光纤？

我们可提供如下光纤（单独购买）：

• A9762-01: UV/VIS光纤, 600 um纤芯直径, 两端带SMA接口

• A9762-02: UV/VIS光纤, 800 um纤芯直径, 两端带SMA接口

• A9763-01: VIS/NIR光纤, 600 um纤芯直径, 两端带SMA接口

• A9763-02: VIS/NIR光纤, 800 um纤芯直径, 两端带SMA接口

注意：MS系列和小型光谱仪不需要光纤因为他们是用来测空间光的。

Q13：波长校准的频率？如何进行？

滨松的微型光谱仪没有移动的部件，因此稳定性很出色。我们认为没有必要来进行波长标定。当在室内使用时，可以继续使用在装运时附加的波长转换因子。波长精度可使用已知谱线的谱线灯来检查。要再次获得校准数据，我们建议使用高精度单色仪以几乎均匀的时间间隔来校准波长轴。

Q14：微型光谱仪当中使用的是什么类型的光栅？

我们的微型光谱仪采用的是透射式或者反射式光栅。

Q15：缝隙尺寸如何影响探测能力？

微型光谱仪的缝隙尺寸主要与分辨率和进光量有关。尤其在宽度上，缝隙尺寸越小，分辨率越高。然而，缝隙越小也降低了光照水平，使进光量下降。因此，缝隙尺寸的设置需要考量这些因素。

Q16： FC型接口的光纤可以和微光谱仪连接吗？

我们的微型光谱仪（利用光纤连接）提供SMA接口。FC型接口的光纤无法耦合进我们的光谱仪。

注意：MS系列和小型光谱仪不需要光纤因为他们是用来测空间光的。

Q17：当商用光纤与微型光谱仪耦合时，需要注意什么？

使用一个SMA型接口并且纤芯NA为0.22的大纤芯直径（推荐使用纤芯为500μm或者更大）的光纤。具有小纤芯直径的光纤影响测量精度。为了降低噪声，选择带外壳保护的、不受外界干扰的光纤。如果要测量紫外光，那么要选择抗紫外的光纤来阻止透射损失。

Q18：光谱分辨率是如何定义的？

光谱分辨率的定义有两种方法。一种通过瑞利判据来定义，即两条谱线强度相等，位置相邻的波峰，两个波峰需要距离多远才能再微型光谱仪上区分这两条谱线。用这种方法，两个峰值之间的谷必须在低于峰值81%。另一个更加实用的定义光谱分辨率的方法是找到半高全宽的光谱宽度。该方法直接定义了光谱峰值强度的50%处的点为光谱增宽。半峰全宽法定义的分辨率数值为锐利判据法定义的分辨率的80%。微型光谱仪的光谱分辨率使用的是更加实用的半高全宽法。

Q19：微型光谱仪的波长重现性怎么样？

由于微型光谱仪无机械动件，其光学精度可保持得很好，因此具有很高的波长重现性。对TG系列来说，TG-UV (C9404CA)可获得0.1 nm的波长重现性，TG-SWNIR (C9405CB) 和 TG-NIR (C9406GC)可获得±0.2 nm的波长重现性。TG系列和TM系列的微型光谱仪光学结构紧凑、坚固，将温度对波长的影响降低到最小，因此以上型号的规格为0.02 nm/℃。

Q20：杂散光水平的定义是什么？

有两种定义杂散光水平的方法，一种方法是将白光透过一个长通滤波片，该长通滤波片可透射与测量光相同的特定波长。在这种情况下，杂散光水平定义为透射波段对阻挡波段的范围的比值。该定义允许测量杂散光在宽波段内影响，因此是一种适用于荧光测量等实际应用的评估方法。然而，用户需要明白，作为参考光的白光的强度属性会对测量值产生影响。另一种方法使用的参考光为单色仪或谱线灯等发射的窄波段光，在这种情况下，杂散光的定义可以是某位置相对于参考光量与参考光谱不同的波段的光量的比例。如果采用窄波段参考光的方式来评估杂散光，那么测量条件就很简单，因此该方法在定量评估时具有很好的复现性。 SL=10×(logIM/IR)

SL：在参考光的窄波长范围内通过的杂散光

IM：在偏移参考光峰值波长位置处输出的不必要的光线量

IR：参考光亮度

Q21：近红外红外光谱仪C14486GA感觉光入射之后，没有反应

王梓（wz@hamamatsu.com.cn）

由于光谱仪采用的是铟镓砷探测器，暗电流相比普通的基于硅的CMOS/CCD会大很多。因而在使用过程中要注意两点，一是要保证把光谱仪曝光时间不要过长，要控制在几十毫秒以内。二是要注意扣除暗背景。

Q22：微型光谱仪C10082CAH连接不上？

王梓（wz@hamamatsu.com.cn）

具体分为几个情况。如果是直接设备管理器中就无法识别，那么可能是USB线的问题，或者供电电源的问题。如果是设备管理器中可以识别，但是软件无法打开光谱仪，那可能是USB线的问题。如果设备管理器中可以识别，软件可以打开光谱仪，但是无法采集光谱，那有可能光谱仪是定制版，需要用定制版的软件。

Q23：微型光谱仪中同步积分和时间序列积分方式有什么区别？

于杰（yj@hamamatsu.com.cn）

如下图，同步积分和时间序列积分，类似相机中的全局快门和卷帘快门的意思。同步积分通过整个光谱信号采集在同一时间曝光实现的。Sensor所有像素点同时收集光线，同时曝光，同时读取数据。时间序列积分与同步积分不同，它是通过Sensor逐像素曝光的方式实现的。在曝光开始的时候，Sensor逐像素进行曝光，直至所有像素点都被曝光。每个像素积分时间相同，积分开始时间点不同。 SL=10×(logIM/IR)

Q24：几种micro-spectrometer（C12666MA,C12880MA,C14384MA etc.）灵敏度有什么差别？

于杰（yj@hamamatsu.com.cn）

下图为几种micro-spectrometer的相对灵敏度对比。从图种可以看到，可见光波段，如果希望选择灵敏度高的产品可以考虑C12880MA，近红外波段可以考虑C14384MA。