微型光譜儀具有許多大型光譜儀所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如重量輕、體積小、探測(cè)速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域，因而引起了人們廣泛的興趣。微型光譜儀的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用多種技術(shù)，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術(shù)制作微型光譜儀；利用光纖的化學(xué)傳感性制成光纖探針進(jìn)行光譜分析；使用微細(xì)加工制作集成式微型光譜儀等。

    利用光纖制作的微型光譜儀

    光纖傳感器的主要特點(diǎn)是具有很高的傳輸信息容量，同時(shí)反映出多元成分的多維信息，并通過(guò)波長(zhǎng)、相位、衰減分布、偏振和強(qiáng)度調(diào)制、時(shí)間分辨、收集瞬時(shí)信息等來(lái)加以分辨，真正實(shí)現(xiàn)多道光譜分析和復(fù)合傳感器陣列的設(shè)計(jì)，達(dá)到復(fù)雜混合物中特定分析對(duì)象的檢測(cè)，這對(duì)電傳感器和聲傳感器而言是*的。光纖的探頭直徑小到與其傳播的光波波長(zhǎng)屬于同一數(shù)量級(jí)，這樣小巧的光纖探頭直接插入那些非整直空間和無(wú)法采樣的小空間（如活體組織、血管、細(xì)胞）中，對(duì)分析物進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。

    OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一種緊湊級(jí)聯(lián)光纖DIP探針微小光譜儀，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是使用單股光纖以獲得高分辨率光譜信息，對(duì)于決定液體的吸收、發(fā)射和散射，或測(cè)量pH或有毒金屬濃度使用固定指示材料。光譜儀的模式限制光學(xué)設(shè)計(jì)得到很高的光通量，常規(guī)應(yīng)用中使用50μm的光纖。微型光纖光譜儀還有美國(guó)Stwenchristesen等人研制的便攜式光纖拉曼光譜儀，便攜式光纖拉曼光譜儀對(duì)化學(xué)試劑鑒定盒進(jìn)行非接觸分析，它包括二極管激光器、中階梯攝譜儀、電荷桐合器件（CCD）檢測(cè)器和一個(gè)帶有濾光涂層的光纖探針，這種光譜儀被用來(lái)分析密封玻璃容器中的化學(xué)試劑和其它有毒化學(xué)物。拉曼光譜是通過(guò)使用一個(gè)帶有25m光纖的EICRamanProbe探針獲得的。探針輸出功率在紫翠玉激光器下為80mW，而二極管激光器為137nW。這種微型拉曼光譜儀也用T單個(gè)活細(xì)胞的分析。

    由于光譜儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及光譜儀廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在微小光譜儀的研究中采用多種方法和多種思路。比如改善AOTF的波長(zhǎng)覆蓋范圍、波長(zhǎng)分辨率和通光本領(lǐng)，使它能應(yīng)用于各種光譜化學(xué)分析，而用這樣的元件制成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、成本低廉的光譜儀，或者使用分辨率較高的中階梯光柵，與一般棱鏡結(jié)合，進(jìn)行交叉色散，得到分辨率很高的二維光譜圖，所以根據(jù)微小光譜儀的本身特點(diǎn)和工作環(huán)境要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    微加工技術(shù)的發(fā)展以及MEMS、MOEMS的出現(xiàn)使許多學(xué)科技術(shù)的研究都朝著微驚訝及微小型化的方向發(fā)展，更需要一些特殊條件下（如外星、地下、深海、危險(xiǎn)區(qū)等）的工作儀器。光譜儀在未來(lái)的新世紀(jì)必將出現(xiàn)高度智能化和微型化的趨勢(shì)，微型光譜儀說(shuō)是微型儀器的一種。微型儀器實(shí)際上是具有儀器功能的MEMS/MOEMS產(chǎn)品，是MEMES技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

    微型儀器的核心技術(shù)之一是微型傳感技術(shù)，采用各種新原理、新概念的各類傳感器是實(shí)現(xiàn)微型儀器的關(guān)鍵和必要條件。現(xiàn)在儀器朝著微小型化、智能化的發(fā)展使我們又面臨一個(gè)新的考驗(yàn)，也是我們發(fā)展的一個(gè)機(jī)遇。  

(來(lái)源：四川致研科技)