如何提高光譜儀的分辨率？

　1、什么是光譜儀分辨率

　　光譜分辨率為探測光譜輻射能量的小波長間隔，而確切的講，為光譜探測能力。它是儀器對于緊密相鄰的峰可以分辨的小波長差值，表示儀器實際分開相鄰峰的能力，即ν/△ν或（λ/△λ）,ν為兩峰中任一峰的波數(shù)，△ν為兩峰波數(shù)之差。光譜儀分辨率又稱波段寬度，它是指探測器在波長方向上的記錄寬度，又稱波段寬度(band width)。光譜分辨率被嚴格定義為儀器達到光譜響應(yīng)大值的50%時的波長寬度。它是主要的儀器指標之一，也是儀器質(zhì)量的綜合反映。

　　2、限制光譜儀分辨率的因素

　　各種光學儀器成像的清晰程度不僅要從幾何光學的定律來考慮,選擇透鏡焦距、多個透鏡的組合等,終還要受光的衍射現(xiàn)象的限制.當放大率大到一定程度后,儀器分辨物體細節(jié)的性能不會再提高了.這是由于衍射的限制,光學儀器的分辨能力有一個高的極限.根據(jù)瑞利準則,當兩條強度分布輪廓相同的譜線#1的大值和#2的小值相重疊時,它們剛好能被分辨.

　　入射狹縫寬度為W,出射狹縫寬度為W ,狹縫無限細時,W?0,W ?0.大分辨率時的譜線輪廓如圖3(a).此時理論上大分辨率為

　　但狹縫不可能是無限細的,所以譜線會因狹縫的寬度而使光譜變寬,分辨率降低.

　　3、如何提高光譜儀分辨率

　　儀器的分辨率主要取決于儀器分光系統(tǒng)的性能。

　　對于色散型儀器而言，其分辨率取決于分光后狹縫截取的波段精度，狹縫越小截取的波段越窄，分辨率越高。但隨之而來的是能量急劇下降，靈敏度不斷降低，為了兼顧檢出靈敏度，就不能讓狹縫無限制地縮小來提高分辨率，因此，要想讓色散型的儀器分辨率達到0.1cm-1，又能得到一張質(zhì)量良好的譜圖是很困難的事。

　　而對于傅里葉型的近紅外光譜儀，由于有多路通過的特點，無狹縫的限制，因此儀器的分辨率僅取決于干涉采樣數(shù)據(jù)點的多少，即對一定波長的光束來說,儀器的分辨率只與干涉儀動鏡的移動距離有關(guān).要想獲得高分辨率,就要使動鏡移動較大的距離,而移動距離越大,干涉儀制作起來就越困難.因此,就要改變光譜儀的設(shè)計,利用較短的移動來獲得較大的光程差.

　　4、如何選擇光譜儀分辨率

　　分得愈細，波段愈多，光譜分辨率就愈高，現(xiàn)在的技術(shù)可以達到5~6nm（納米）量級，400多個波段。細分光譜可以提高自動區(qū)分和識別目標性質(zhì)和組成成分的能力。傳感器的波譜范圍，一般來說波譜范圍窄，則相應(yīng)光譜分辨率高。舉個例子：可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍紫紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍的傳感器的光譜分辨率高。一般來說，傳感器的波段數(shù)越多波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識別，針對性越強。