ARCoptix-VIS-NIR-FIB是一款超寬帶光譜儀，設(shè)計(jì)用于光纖探頭在整個(gè)可見光和近紅外光譜范圍（350-2500nm）內(nèi)。該系統(tǒng)集成了一臺(tái)ArcoptixFT-NIR傅里葉變換掃描光譜儀（型號FTNIR-L1-025-2TE），適用于NIR范圍900-2500以及一臺(tái)用于VIS（350-1000nm）的多通道光柵光譜儀。兩種儀器都是集成的在單個(gè)便攜式外殼中，具有兩個(gè)獨(dú)立的SMA輸入，用于VIS和NIR范圍，匹配高OH和低OH光纖的傳輸范圍。隨附的軟件光譜儀自動(dòng)合并2個(gè)光譜儀產(chǎn)生的光譜。

　　特性

　　超寬光譜范圍：350-2500nm

　　非常好的分辨率（<1.5nm）

　　通過光纖作

　　快速測量（短至2秒）

　　非常易于使用

　　ARCoptix光譜儀以傅里葉變換紅外（FT-IR）技術(shù)為核心（部分產(chǎn)品覆蓋可見-近紅外（VIS-NIR）波段，原理略有差異），其工作本質(zhì)是通過“干涉信號轉(zhuǎn)換"實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)光譜的精準(zhǔn)檢測，核心邏輯區(qū)別于傳統(tǒng)色散型光譜儀（如棱鏡、光柵分光），具有分辨率高、掃描速度快、光通量高的優(yōu)勢。以下分核心原理（FT-IR類產(chǎn)品）和VIS-NIR類產(chǎn)品原理兩部分詳細(xì)解析：

　　一、核心原理：FT-IR型光譜儀（主流產(chǎn)品，如FT-MIR、FT-NIR）

　　FT-IR光譜儀的核心是邁克爾遜干涉儀，整個(gè)工作流程可概括為“產(chǎn)生干涉圖→采集信號→傅里葉變換→輸出光譜"四個(gè)關(guān)鍵步驟，最終通過光譜與物質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)定性/定量分析。

　　1.核心部件：邁克爾遜干涉儀

　　干涉儀是FT-IR的“心臟"，決定了干涉信號的質(zhì)量，主要由4個(gè)部件組成：

　　光源：提供廣譜紅外光（根據(jù)波段選擇，如NIR用石英鹵鎢燈，MIR用硅碳棒），需覆蓋目標(biāo)檢測的光譜范圍（如FT-NIR覆蓋900-2500nm）。

　　分束器：核心光學(xué)元件，將光源發(fā)出的光“一分為二"——50%反射至固定鏡，50%透射至動(dòng)鏡（可精密移動(dòng)）。其材質(zhì)需與波段匹配（如NIR用石英分束器，MIR用鍺分束器）。

　　固定鏡與動(dòng)鏡：兩個(gè)反射鏡，固定鏡位置不變，動(dòng)鏡由精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)精度達(dá)微米級），用于改變兩束光的光程差。

　　探測器：接收經(jīng)過干涉后的“干涉光信號"，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號（如MCT探測器用于高靈敏度MIR檢測，DLATGS探測器用于常溫MIR檢測）。

　　2.工作流程：從干涉圖到光譜

　　以“檢測某液體樣品"為例，F(xiàn)T-IR的完整工作流程如下：

　　光源發(fā)光：光源發(fā)出連續(xù)的廣譜紅外光，射向分束器。

　　光的分束與反射：分束器將光分為兩束——

　　反射光：射向固定鏡，經(jīng)固定鏡反射后原路返回分束器；

　　透射光：射向動(dòng)鏡，經(jīng)動(dòng)鏡反射后也返回分束器（因動(dòng)鏡移動(dòng)，這束光的光程會(huì)隨動(dòng)鏡位置變化）。

　　干涉信號產(chǎn)生：兩束返回分束器的光再次疊加，因光程差不同，會(huì)產(chǎn)生“干涉現(xiàn)象"——

　　當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)，兩束光相長干涉（信號增強(qiáng)）；

　　當(dāng)光程差為半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩束光相消干涉（信號減弱）；

　　隨動(dòng)鏡勻速移動(dòng)，光程差連續(xù)變化，探測器會(huì)接收到一個(gè)“隨時(shí)間變化的周期性電信號"，即干涉圖（橫軸為動(dòng)鏡位置/時(shí)間，縱軸為信號強(qiáng)度，是一種“時(shí)域信號"）。

　　樣品吸收與信號采集：若在光源與探測器之間放置樣品，樣品會(huì)選擇性吸收特定波長的紅外光（物質(zhì)的分子振動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)能級躍遷會(huì)吸收對應(yīng)頻率的紅外光），導(dǎo)致干涉圖中對應(yīng)波長的信號強(qiáng)度減弱，探測器采集到的是“經(jīng)過樣品吸收后的干涉圖"。

　　傅里葉變換（核心步驟）：干涉圖是“時(shí)域信號"，無法直接對應(yīng)物質(zhì)的光譜特征，需通過傅里葉變換算法（由儀器內(nèi)置軟件完成）將其轉(zhuǎn)換為“頻域信號"——即我們熟悉的紅外光譜（橫軸為波長/波數(shù)，縱軸為吸光度/透光率，直接反映樣品對不同波長光的吸收特性）。

　　光譜分析：通過對比樣品光譜與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)光譜庫，或基于定量模型（如偏最小二乘回歸），即可確定樣品的成分、含量等信息（如檢測食品中的水分、藥品中的有效成分）。

　　二、VIS-NIR類光譜儀原理（如VIS-NIR光纖光譜儀）

　　ARCoptix的VIS-NIR類產(chǎn)品（如350-2500nm光纖光譜儀）覆蓋可見（350-780nm）和近紅外（780-2500nm）波段，部分采用色散型技術(shù)（區(qū)別于FT-IR），核心是通過“光柵分光"直接獲取光譜，原理更簡潔：

　　核心部件：光纖探頭、光柵、探測器（如CCD/InGaAs探測器）；

　　工作流程：

　　光源發(fā)出的VIS-NIR光經(jīng)光纖探頭傳導(dǎo)至樣品，樣品反射/透射的光再經(jīng)光纖返回光譜儀；

　　返回的混合光進(jìn)入光譜儀后，通過光柵（精密色散元件）將不同波長的光分開（波長越短，偏折角度越大）；

　　分開的單色光被探測器陣列（如CCD）同時(shí)接收，直接轉(zhuǎn)換為對應(yīng)波長的電信號，軟件處理后輸出VIS-NIR光譜（無需傅里葉變換）。