高明+许黄蓉

摘要：为了满足高校教学和人才培养的需求，便于系统的小型化、低成本，设计了低成本光谱仪的光学系统和机械结构，制作了低成本的光谱仪实物并完成了对仪器的性能测试。该光谱仪的工作波长为400～800 nm，分辨率为20 nm，仪器尺寸为200 mm×120 mm×80 mm，成本控制在2 000元以内。通过对仪器的测试，获得了六个光谱特征峰，验证了低成本光谱仪系统光学设计的可行性和合理性。

关键词： 光谱仪； 光学设计； 波长标定

中图分类号： O 435 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2017.02.014

文章编号： 1005-5630（2017）02-0077-04

引 言

光谱仪在工业检测、科学研究等领域已经得到广泛的应用[1-3]，但目前国内关于光谱仪的设计制造技术与国外相比仍有较大差距，国内的光谱仪主要是从国外进口，国内人员对该仪器的操作主要还处在使用和维护阶段[4-5]。高等院校利用光谱仪开设相应实验课程，是解决学生学习中“理论多实践少”的有效途径之一。国内部分高校已经设立相应的实验课程，为那些对光谱仪感兴趣的学生提供一个学习和实验研究的平台，帮助他们熟悉和掌握关于光谱仪所需的软硬件知识，同时也有助于提高光谱学的教学质量[6-8]。因此为满足高校教学和人才培养的需求，研制了低成本微型化光谱仪，该系统主要测量400～800 nm可见光范围内光谱，与红外光源不同，在测量的过程中需要较低的移动速度和较高的采样率[9]。

1 低成本光谱仪组成

低成本光谱仪主要由光源和照明系统、色散系统以及探测接收系统组成，不同类型的光谱仪，由于其工作原理不同，组成部分也有所不同。……