基于CCD的光谱测量是一种利用电荷耦合器件(Charge-Coupled Device, CCD)进行光谱分析的技术。CCD是一种固态检测器,由多个光敏像元组成,每个像元都是一个MOS(金属-氧化物-半导体)电容器。在光谱测量中,CCD的主要作用是接收和转换光线中的信息,通过电子的传输与积分以及电信号的测量与处理,实现对不同波长光的分离和分析。
CCD光谱仪的工作原理主要包括光的入射与分散、光的接收与转换、电子的传输与积分,以及电信号的测量与处理。通过对不同波长光的分离和电荷的储存与传输,CCD光谱仪能够实现对光谱的测量和分析。此外,CCD光谱仪的设计和实现涉及多种技术和组件,如线阵CCD测量系统、BLAZE®科学CCD相机、面阵CCD等,这些技术和组件的应用极大地提高了近红外量子效率,实现了卓越的定量光谱测量。
CCD光谱仪被广泛用于过程控制、环境监测及科学研究应用。例如,Mightex的HRS系列紧凑型CCD光谱仪设有一个高分辨率的车尔尼-特纳(Czerny-Turner)光学平台,配备东芝3648像素的CCD阵列探测器,优化的光路产生高光谱分辨率和光收集率。此外,Andor公司的iDus系列和NewtonEM科学级光谱CCD结合了传统光谱CCD的技术特点和EMCCD技术,在保证最高光谱分辨率的同时,提供最高的探测灵敏度。
在实际应用中,CCD近红外光谱分析技术已被应用于无机物领域的分析,如使用偏最小二乘法(PLS)建立了红烟硝酸的密度、水分含量等五项指标的快速测定模型。此外,CCD直读光谱仪分析方法已成为一项成熟技术,用于分析金属和合金元素,延伸至金属及合金材料生产过程和产品质量过程控制工业。