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多通道快速分光測(cè)色儀的結(jié)構(gòu)組成及工作過(guò)程

2010-10-07

                             多通道快速分光測(cè)色儀的結(jié)構(gòu)組成及工作過(guò)程
    掃描式分光光度測(cè)色系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了分光測(cè)色的精度要求，但是由于其光譜測(cè)量是通過(guò)單色儀的機(jī)械掃描來(lái)完成的，所以測(cè)量速度較慢。這種缺陷在自動(dòng)配色應(yīng)用中顯得尤其突出，因?yàn)樵谧詣?dòng)配色操作中需要測(cè)量大量的顏色樣品，特別是在建立色料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)更是希望加快測(cè)色速度，以縮短建庫(kù)時(shí)間，充分提高工作效率。因此，作為分光光度測(cè)色系統(tǒng)的新發(fā)展成就，采用光電探測(cè)器列陣的多通道快速分光測(cè)色儀已逐漸普及，這類儀器處理具有分光光度測(cè)色儀外，又有光電積分式測(cè)色系統(tǒng)的測(cè)量速度，是包括自動(dòng)配色在內(nèi)的現(xiàn)代顏色科學(xué)研究與工業(yè)測(cè)控技術(shù)不可缺少的顏色測(cè)量設(shè)備。
    快速分光光度測(cè)色儀的出現(xiàn)與光電探測(cè)半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)展是分不開(kāi)的，是隨著固體圖像傳感器的發(fā)展而產(chǎn)生的。固體圖像傳感器主要有三大類型：一種是電荷耦合器件，第二種是MOS圖像傳感器，又稱自掃描光電二極管列陣，第三種是電荷注入器件，其中前兩種用得比較多，在多通道快速測(cè)色系統(tǒng)中用得普通的是掃描光電二極管列陣SPD。
    目前國(guó)外生產(chǎn)自掃描光電二極管列陣的廠家，以美國(guó)公司的水平比較高，線列有64~4096位系列產(chǎn)品，掃描頻率達(dá)10MHz(單線)，面列陣有14*41~1200*400位產(chǎn)品，以及64~720位環(huán)形列陣等，共約50余個(gè)品種。日本對(duì)ＭＯＳ圖像傳感器也比較列陣，日立公司則要求在家用方面實(shí)用化，該公司已有３８４×４８４位的面陣用于彩色攝像機(jī)內(nèi)。
　　在快速分光光度測(cè)色儀器中應(yīng)用的列陣探測(cè)器件可直接安裝在色散系統(tǒng)的出射狹縫處，這里色散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)已不需要如掃描式分光光度測(cè)色儀那樣用出射狹縫把單色輻射分割開(kāi)來(lái)。這種儀器沒(méi)有出射狹縫機(jī)械部件，因此該色散系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)多色儀，全部單色光譜輻射都同時(shí)從出射狹縫射出并射到光探測(cè)器上，探測(cè)器列陣同時(shí)獲得了整個(gè)光譜能量分布的信息。可見(jiàn)，這類儀器以光譜信號(hào)的電子掃描代替了常規(guī)的機(jī)械掃描，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣品的快速測(cè)量。
　　從掃描式分光測(cè)色儀到多通道快速分光測(cè)色儀的發(fā)展過(guò)程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一種過(guò)渡型快速測(cè)色系統(tǒng)，用分立的硅光電池排列起來(lái)組成一個(gè)“陣列”作為廣電探測(cè)器，來(lái)接收由光纖束從多色儀的出射狹縫傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的光譜信號(hào)，由此到達(dá)快速光譜掃描測(cè)量的目的。
　　在應(yīng)用列陣探測(cè)器的快速分光測(cè)色儀器中，有一種比較特別的光學(xué)結(jié)構(gòu)在這里作一簡(jiǎn)要介紹，那就是如日本ＭＩＮＯＬＴＡ公司生產(chǎn)的ＣＭ—1000分光測(cè)色計(jì)所采用的分光傳感器。光接收部分由兩列SPD構(gòu)成，分別用于測(cè)定短波長(zhǎng)區(qū)（400~500nm）和長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)（500~700nm）。測(cè)量光線由上方入射。
    目前，在國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)的多通道快速分光測(cè)色儀越來(lái)越多，但是采用的原理結(jié)構(gòu)大同小異，不外乎單光束和雙光束兩種類型，并以后者見(jiàn)多；照明光源以脈沖疝燈為主，也有鹵鎢燈等恒定光源的；探測(cè)器基本上都是自掃描光電二極管列陣（SPD）,少數(shù)采用CCD列陣；樣品測(cè)量尺寸一般都有幾個(gè)孔徑可供選擇，同時(shí)系統(tǒng)中都考慮了鏡面反射成分的包括與排除切換功能：另外，大多數(shù)系統(tǒng)是反射和透射測(cè)量?jī)捎玫摹Ｏ旅婢徒陙?lái)再國(guó)際上比較流行的一些快速分光測(cè)色儀器的產(chǎn)品型號(hào)、光學(xué)結(jié)構(gòu)、主要性能指標(biāo)和特點(diǎn)等進(jìn)行歸納和整理。

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