原子运动过程中的高能电子通过能级跃迁释放能量形成光子，光子通过振动传递能量成为光波，物质原子内部电子的运动情况不同产生的光波振动频率存在差异。光波振动频率由低到高依次排列就组成了光谱，即光学频谱，光波波长越长频率越低，按照电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或者递减排列，构成电磁波谱。常见的电磁波谱段如下：

1. 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳辐射通过大气层时被吸收，只有波长0.3～0.38μm的紫外线能够穿过大气层到达地面。
2. 可见光：波长范围0.38～0.76μm，是遥感成像使用的主要波段之一。
3. 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、热红外和超远红外。
4. 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响，全天候、全天时。

光的传播具有可逆性，将多波长单色光组合为一束光，该光束称为复色光，生活中常见的复色光光源有太阳、白炽灯等。复色光经过特殊介质将会被色散，光按一定方向展开为光谱。典型案例如三棱镜色散，白光通过棱镜分为红橙黄绿蓝靛紫等多种颜色。

传感器接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。光谱分辨率被严格定义为仪器在达到50%光谱响应时在波长方向的宽度（波段宽度，Bandwidth）:

随着科技的发展，科学家们对光谱的研究逐渐形成复杂体系——光谱学，这是光学的分支学科，主要研究各种物质光谱特性及物质之间的相互作用。根据实验条件的不同，物质辐射的光波长对应响应特征，分析光谱特性即可描述物质特性。光谱学的研发展历史悠久，1666年牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的多色光谱，发现白光是由多种颜色的光组成的，这算是最早对光谱的研究。随着科技的不断发展，光谱研究逐渐演变出多个研究方向，如拉曼光谱、红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱等，利用物质对不同波长的光吸收峰值可检测物质的多种性质，如图可观察出乙酸乙酯液膜在红外波段光谱范围内的吸收峰谷特性。

物理学是光谱学产出成果最多的领域，光谱学直接导致了量子力学的发展。光谱学技术并不仅是一种科学工具，在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法。我们在光的作用下观察物质，并不是直接看到分子（即它的内部实质）而是它的“灵魂——光与不同自由度的分子之间的作用过程，每种类型的光谱（不同的光频率）给出不同的图像。

光谱相关产品有哪些？

晶萃光学推出不同类型的光谱相关元件和设备仪器，包括反射式闪耀光栅、光谱仪教学演示系统、光谱仪光纤耦合模块、紧凑型光纤光谱仪、光谱分析系统、微区光谱探测系统等。

反射式闪耀光栅

光栅闪耀波长在250-6000nm，表面镀铝膜有效提高衍射效率，刻线槽将光能集中至特定区域可满足多种光谱分析应用场景。

光谱教学演示系统

光谱教学演示系统可用于演示光栅分光实验，使用光栅或棱镜将光谱色散展开。系统包含全套演示用光机组件、光学元件，可验证光的波动性、折射、散射原理，可提供教学定制服务。

光谱仪光纤耦合模块

光谱仪光纤耦合模块是一种将光源出射光经过滤光片滤光后，通过聚焦透镜耦合进光纤中的简易模块装置，包含滑动滤光片安装座、高精度度伸缩套筒、已安装透镜和预装SMA光纤法兰的XY两轴位移调整架，适配0.22和0.39数值孔径的多模光纤。模块中使用滑动滤光片安装座配置滑动滤光片插条和两个安装位置，用户可根据实际需求快速切换滤光片。高精度伸缩套筒采用螺旋传动设计，转动精度0.5mm/圈，总体伸缩位移量为4,5mm，旋转套筒可精确定位安装的透镜位置。XY两轴位移调整架可用于精确调整光纤端面位置优化光纤耦合效率。晶萃光学JCOPTIX提供光学系统开发和搭建服务，有特殊需求可定制。

紧凑型光纤光谱仪

• UVNIR系列：采用交叉Czerny-Turner 构型设计，具备亚纳米级波长分辨率（0.41-10.62nm），探测范围覆盖200-2500nm，其中ASC-UVNIRX采用背照式CCD，具有更高的信噪比和动态范围。
• NIR系列：采用主动制冷InGaA线阵探测器，有效光谱范围900-2500nm，波长分辨率最高3.29nm，结构紧凑，便于模块化设计和组装。

晶萃光学为光谱仪定制开发了配套控制软件，可以对探测光谱、背景与探测峰值进行单窗口显示，还可以使用软件中不同的功能模块对测试光谱进行快速计算或处理，包括背景标定、透/反射吸收等。测量结果还可以与保存的曲线进行对比。

光谱分析系统

光谱分析系统系统包含标准光学面包板、卤素光源（350–1100 nm）、多模光纤束、测量支架和紧凑型光纤光谱仪，采用SMA905接口链接光纤，可用于光纤或自由空间的不同形状样品的反射、透射、吸收、荧光等光谱特性测试分析，有透射式和透/反射式可选。

微区光谱探测系统

晶萃光学提供的反射式微区光谱探测系统由激发光路、照明光路、成像光路、光谱探测光路和载物台共五部分组成，光路分离。采用间距200mm的双层横向设计，物镜及样品台竖直安装。激发光路配置标准带保护银膜反射镜，适配波长400 – 3000 nm激光器（非标配）；照明光路采用5700 K白光LED，成像光路前置标准四孔物镜转盘（支持RMS物镜螺纹），物镜标配国产平场复消色差物镜（支持定制），标配焦距100 mm 管镜及500 M像素黑白USB3.0 相机；光谱探测光路采用已安装精密透镜收集反射光谱，并耦合进入多模光纤引入光纤光谱仪。结合13mm行程标准位移台和载玻片家具形成三轴样品台，可实现样品多维度光谱测量。

注意：

1. 为了取得光谱探测效率，成像和光谱探测不可同时使用。
2. 考虑激光器波长和光谱信号的不确定性，本系统不包含相关的光学元件：二向色镜、滤光片等（如需配备，请联系技术支持）。
3. 本系统基于同轴结构搭建，采用模块化结构设计，可以根据客户的实际应用场景实现快速改装。

晶萃光学可以提供多种不同规格、不同设计的光谱测试系统，提供光谱系统定制服务，包括光源、光纤、光谱仪、测量支架等，如有详细需求请联系技术支持：tech-support@jcoptix.com。