手持式光譜儀的發(fā)展歷史是怎樣的？

　　1704年牛頓首先闡明了光可以分解成為光譜。太陽(yáng)光束通過(guò)暗房鎧窗上的圓孔，入射到玻璃棱鏡后，在墻壁上產(chǎn)生彩虹圖形。牛頓根據(jù)他創(chuàng)造的光的微粒說(shuō)理論解釋了這種現(xiàn)象，但是他沒(méi)有詳細(xì)地研究太陽(yáng)光譜。過(guò)了一百多年，渥拉斯登利用狹縫代替圓孔，意外地發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光譜中的黑線(xiàn)和黑帶。1814年夫瑯和費(fèi)比較詳細(xì)地研究了這些譜線(xiàn)：他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察太陽(yáng)光譜，測(cè)量了每條暗線(xiàn)的棱鏡折射角，并給被分得最開(kāi)的譜線(xiàn)編上號(hào)碼。

　　1859年可以認(rèn)為是光譜儀器制造工業(yè)發(fā)展的第一階段的開(kāi)始。這個(gè)階段的主要工作是研制了后來(lái)在實(shí)驗(yàn)室光譜儀器中使用的色散系統(tǒng)的基本形式。這個(gè)階段的光譜分析僅是定性分析法。

　　在光譜儀器制造工業(yè)發(fā)展的第二階段的開(kāi)始——?jiǎng)?chuàng)造出在實(shí)驗(yàn)室、工廠和野外條件下光譜定量分析用的成批生產(chǎn)的光譜儀器和裝置。

　　現(xiàn)在，光譜儀器制造工業(yè)發(fā)展到了第三階段，它的特點(diǎn)是測(cè)量自動(dòng)化，和光譜儀器按照專(zhuān)用要求的最優(yōu)化。對(duì)儀器的每個(gè)部件的要求，從照明部分開(kāi)始到接收器件為止，要使整臺(tái)儀器與所提出的任務(wù)相適應(yīng)，同時(shí)根據(jù)信息理論進(jìn)行光譜儀器特性的計(jì)算。光譜儀器的基本組成有照明系統(tǒng)、色散系統(tǒng)（傳統(tǒng)光譜儀）、準(zhǔn)直系統(tǒng)和光源或檢測(cè)顯示系統(tǒng)、成像系統(tǒng)以及接收、干涉系統(tǒng)（干涉調(diào)制光譜儀）。由于應(yīng)用需求上的不同，有的采用反射式準(zhǔn)直和成像系統(tǒng)，也有的取消了成像系統(tǒng)，目前的光譜儀大都是無(wú)透鏡系統(tǒng)。

　　微小型手持式光譜儀：

　　20世紀(jì)90年代開(kāi)始，高效低廉的光學(xué)元件及線(xiàn)性陣列檢測(cè)器件出現(xiàn)，光譜儀器微小型化是從這時(shí)發(fā)展起來(lái)。由于CCD（ChargeCoupledDevices，電荷藕合器件）等成像器件的廣泛應(yīng)用，使得這種實(shí)時(shí)光電檢測(cè)器件性能在提高的同時(shí)成本也大幅降低。因此利用CCD作為光譜分析儀器的接收器件成為可能。現(xiàn)在光譜儀模塊由于價(jià)格低廉帶到野外或可以安裝在生產(chǎn)流水線(xiàn)上。這種模塊化使單個(gè)傳感器的成本變小，并且可以更快速獲得現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，使得在不同應(yīng)用領(lǐng)域的傳感功能和光譜采樣易于集成在一起。

　　由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，這在很大程度上減少了處理光譜數(shù)據(jù)的時(shí)間，使得高分辨率CCD陣列光譜儀需要處理大量復(fù)雜的光譜數(shù)據(jù)變得很容易。筆記本電腦加上CCD光譜儀完全可以放在一個(gè)小的手提箱里，并可以在線(xiàn)實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，使得樣品的測(cè)試對(duì)研究人員變得更容易。手持式光譜儀的微小型化與計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展是分不開(kāi)的。微小型光譜儀是采用傳統(tǒng)的分光原理，再結(jié)合新技術(shù)、新器件，而構(gòu)成微小型化設(shè)計(jì)思想出發(fā)，得益與許多其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，新型陣列光電成像器件的出現(xiàn)和成本的降低，光纖的批量生產(chǎn)以及MEMS、集成光學(xué)等交叉學(xué)科新技術(shù)的發(fā)展，使得開(kāi)發(fā)模塊化小型光譜儀成為可能。