近紅外分光光度計是一種利用近紅外光譜區(qū)域進行樣品成分分析的儀器,其光學系統(tǒng)設計具有復雜性和精密性，旨在提高測量的準確性和效率。。這種技術在多個領域中都有廣泛應用，如農(nóng)業(yè)、制藥、化工和食品科技等。其工作原理基于樣品在近紅外區(qū)域的吸收和發(fā)射光譜特性，通過這些光譜數(shù)據(jù)可以非破壞性地分析樣品的成分和性質(zhì)。
1.光學系統(tǒng)的基本原理：分光光度計的核心是其光學系統(tǒng)，這一系統(tǒng)通常包括光源、分光元件（如光柵或棱鏡）、樣品室和檢測器。這些組件共同工作以產(chǎn)生、分散并檢測從樣品中反射或透射的光。
2.Czerny-Turner光路結(jié)構(gòu)：為了提高光學性能和減少雜散光，許多近紅外分光光度計采用了Czerny-Turner光路結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通過彎曲的光線路徑增加光在儀器中的傳播距離，有助于提高分辨率和靈敏度。
3.諧波電機驅(qū)動光柵：傳統(tǒng)的波長掃描機制通常使用電機傳動正弦絲桿來驅(qū)動光柵。然而，一些先進的設計采用諧波電機直接驅(qū)動光柵轉(zhuǎn)動，這樣可以提高掃描速度并減少機械磨損，從而提高整體設備的可靠性和壽命。
4.雙光束設計：為了提高測量的準確性和穩(wěn)定性，部分近紅外分光光度計采用了雙光束系統(tǒng)。這種設計允許同時測量參考光和樣品光，通過比較這兩種光束可以有效消除環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響。
5.光學仿真與軟件應用：在實際制造之前，通過光學軟件（如Tracepro）對光學系統(tǒng)進行仿真，可以幫助設計師優(yōu)化光路并預測系統(tǒng)性能。這不僅可以縮短開發(fā)周期，還能降低成本并提高設計的一次成功率。
6.雜散光的控制：雜散光是影響光譜測量準確性的一個關鍵問題。通過精確的光路設計和材料選擇，如使用高質(zhì)量的光學濾波器和涂層，可以顯著減少雜散光的影響，從而提升數(shù)據(jù)的純凈度和可靠性。
