光譜學(xué)術(shù)語和定義詞解析1

光譜學(xué)術(shù)語和定義詞匯表

光譜學(xué)術(shù)語與定義可以幫助大家理解那些在海洋光學(xué)的產(chǎn)品介紹與報告中經(jīng)常提到的術(shù)語。但根據(jù)我們的經(jīng)驗，即使是相同的術(shù)語，在不同產(chǎn)品的描述和定義上也會有細(xì)微的差別。

| **absorbance

吸光度** | **autonulling

自動歸零** | **baseline drift

基線漂移** | **baseline noise

基線噪聲** | **baseline offset

基線回歸** | **blaze wavelength

閃耀波長** | **boxcar smoothing

平滑** | **chromaticity

色度** | **collimated

Absorbance

吸光度

吸光度（absorbance）：是指光線通過溶液或某一物質(zhì)前的入射光強(qiáng)度與該光線通過溶液或物質(zhì)后的透射光強(qiáng)度比值的以10為底的對數(shù)（即lg(I0/I1)），其中I0為入射光強(qiáng)，I1為透射光強(qiáng)，影響它的因素有溶劑、濃度、溫度等等。

吸光系數(shù)與入射光的波長以及被光通過的物質(zhì)有關(guān)，只要光的波長被固定下來，同一種物質(zhì)，吸光系數(shù)就不變。

當(dāng)一束光通過一個吸光物質(zhì)（通常為溶液）時，溶質(zhì)吸收了光能，光的強(qiáng)度減弱。吸光度就是用來衡量光被吸收程度的一個物理量。

吸光度用A表示。

A=abc，其中a吸光系數(shù)，單位L/(g·cm),b為光在樣本中經(jīng)過的距離（通常為比色皿的厚度），單位cm ， c為溶液濃度，單位g/L

A=Ecl

影響吸光度的因數(shù)是b和c。a是與溶質(zhì)有關(guān)的一個常量。此外，溫度通過影響c，而影響A。

符號A，表示物質(zhì)對光的吸收程度。lg(I0/I1)式中I0是通過均勻的液體介質(zhì)的一束平行光的入射光的強(qiáng)度；It是透射光強(qiáng)度；T是透射比。A值越大，表示物質(zhì)對光的吸收越大。根據(jù)比爾定律，吸光度與吸光物質(zhì)的量濃度c成正比，以A對c作圖，可得到光度分析的校準(zhǔn)曲線。在多組分體系中，如果各組分的吸光質(zhì)點彼此不發(fā)生作用，那么吸光度便等于各組分吸光度之和，這一規(guī)律稱吸光度的加和性。據(jù)此可以進(jìn)行多組分同時測定及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測定。在吸光度測定中，為抵消吸收池對入射光的吸收、反射以及溶劑、試劑等對入射光的吸收、散射等因素，可選用雙光束分光光度計，并選光學(xué)性質(zhì)相同、厚度相等的吸收池分別盛待測溶液和參比溶液。

Autonulling

自動歸零

自動歸零是用來調(diào)整光譜儀的基線回歸，對于特定的光譜儀，可以把基線回歸到用戶指定的水平。如果用戶需要用兩臺不同的光譜儀測量同一個光源的時候，需要用到這個功能。這個功能可以把不同光譜儀的基線調(diào)整成可以互相比較的狀態(tài)，這樣不同的光譜儀輸出的光譜圖才有比較的可能性。

Background Spectrum

背景光譜

背景光譜是指沒有樣品存在的時，光譜儀輸出的光譜。暗光譜不同的是，暗光譜代表在完全沒有光存在的情況下的光譜圖。

比如：在反射率測量的時候，用光纖連接的光源，但在室內(nèi)光的環(huán)境下完成。在這種情況下，即使是測量純黑的樣品，室內(nèi)光也會進(jìn)入到入射光纖中。這時阻隔入射光纖將會阻隔所有光，連背景光譜都被計算在內(nèi)，就導(dǎo)致了純黑的樣品同樣顯示有一些反射，因為周圍室內(nèi)光線會被當(dāng)做由樣品發(fā)出的。當(dāng)提取背景光譜時，只有反射光線會被阻止進(jìn)入光譜儀，在這種情況下，提取背景光譜時應(yīng)該關(guān)掉光纖連接的光源，只考慮背景光。

作為對比，暗光譜是指在沒有光進(jìn)入到光譜儀，由檢測器、電路、光學(xué)器件等導(dǎo)致檢測器產(chǎn)生的信號。

Baseline Drift

基線漂移

光譜儀的基線漂移是因為溫度改變導(dǎo)致的平均基線回歸的整體偏差。隨著溫度的增加，暗噪聲的影響將會增大。然而，取決于（不同）檢測器，電子補償可能會隨著溫度升高而增加，也可能會隨著溫度增加而減小。索尼ILX511B檢測器就是一個很典型的基線隨著溫度增加而降低的實例，因為負(fù)電子補償?shù)挠绊懷谏w了因暗噪聲導(dǎo)致的基線小幅增加。理論上，溫度的變化可能會在檢測器上產(chǎn)生相同和相反的效果，因此不會產(chǎn)生基線漂移。

Baseline Noise

基線噪聲

基線噪聲是讀出噪聲、暗噪聲和電子噪聲的總和?；€噪聲的規(guī)范是（通過以下步驟得到的），首先將光譜儀的積分時間設(shè)到最低（盡可能的減小暗噪聲）進(jìn)行測量，然后隔絕進(jìn)入光譜儀的所有光線，記錄下100次光譜數(shù)值。每個單一像素輸出的標(biāo)準(zhǔn)差的平均值提供了設(shè)備的最小基線噪聲?；€噪聲并不是品質(zhì)因數(shù)，但它可以用于計算動態(tài)范圍。

Baseline Offset

基線回歸（基線補償）

基線回歸指的是在沒有光入射的情況下，儀器顯示的數(shù)值。這些數(shù)值對于檢測器的每個像元略有不同。像元與像元之間回歸差異的最終形狀形成了固定圖像噪聲?；€回歸有三個基本影響因素：電子補償，暗電流和讀出噪聲。儀器的單個平均值可以通過平均檢測器所有的基線回歸計算出來。

Blaze Wavelength (of a diffraction grating)

衍射光柵的閃耀波長

對于刻劃光柵（刻蝕光柵），閃耀波長是光柵效率曲線的峰值波長。刻蝕光柵的三角形凹槽的傾斜度是典型的用來調(diào)整提高特定波長下特定衍射級次的亮度。全息光柵是正弦凹槽結(jié)構(gòu)，因此它沒有刻劃光柵的亮度高，但它比刻劃光柵的散射光水平低，所以減小了雜散光。全息光柵沒有閃耀波長。

Boxcar Smoothing

平滑

平滑是一種可以應(yīng)用于光譜的空間平均。該過程通過平均相鄰像素點的值來消除噪聲，因此它會以犧牲光學(xué)分辨率為代價來提高信噪比?？臻g平均在光譜相對平坦以及相近像元變化較小的情況下使用是非常有效的，但由此產(chǎn)生是分辨率的損失會使得尖銳的光譜特征峰難以分辨。當(dāng)應(yīng)用空間平均時，信噪比會以像元平均的平方根為基數(shù)進(jìn)行提高。請注意，在海洋光學(xué)軟件中，平滑寬度的值是指所有像元以中間為基準(zhǔn)靠左或靠右的像元和的平均數(shù)。平滑值是4實際上是將9個像元一起平均（4個靠左像元+1個中心像元+4個靠右像元），信噪比將以3為倍數(shù)增加。同樣的，平滑值是2（5個像元）將使信噪比以2.2為倍數(shù)增加，平滑值是0（1個像元），信噪比以1為倍數(shù)增加（因此光譜不改變）。

Chromaticity

色度

海洋光學(xué)光譜儀可以測量樣品的色度或顏色。色度是一個光度參數(shù)（匹配人眼的響應(yīng)），通常用CIE標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)表示。人眼中有錐體細(xì)胞，它充當(dāng)一個紅，綠，藍(lán)顏色傳感器，你“看”到的每種顏色都是這些細(xì)胞綜合響應(yīng)的結(jié)果。同樣的，光譜儀通過接收這些傳感器（根據(jù)它的光譜輸出）的光度響應(yīng)來計算樣品的顏色，使其最匹配我們所看到的顏色。光譜儀還可以進(jìn)一步操作，通過量化所看到的樣品的顏色，進(jìn)而計算出以下參數(shù)：

?相關(guān)色溫（CCT）——當(dāng)絕對黑體發(fā)射出光與樣品顏色一致時，黑體的溫度。與傳統(tǒng)意義上的“冷光源、熱光源”不同，光源如果發(fā)藍(lán)光可以被表述為冷光源，如果偏紅光可以被表述為暖光源，然而黑體從紅光到黃光到白光到綠光變化時，溫度卻逐漸升高。一個有很高相關(guān)色溫的藍(lán)光LED看起來比一個有很低色溫的紅光LED更“冷”。

?色彩飽和度——這是測量樣品的顏色有多豐富。越白的樣品，越接近色度圖的中間，越比接近色度圖邊緣的樣品有更少的“色彩飽和度”。這于飽和度不同。

?主波長——在這個波長下，可以用一條直線從CIE顏色圖表中的白色“中心點”穿過CIE樣品坐標(biāo)，打在CIE圖表邊緣上。主波長不一定是光譜最高峰的波長。

色度通常由下面的圖表來說明，它包含了人眼能夠感知的每一種色調(diào)。在圖像的邊緣（從底角順時針移動），可見光波長依次增大。每一種可以看到的顏色都可以通過圖像邊緣的波長的顏色疊加而成。樣品通常會給出CIE的xyz坐標(biāo)（通過x-y圖可以看出），盡管經(jīng)常用Lab*圖。

樣品的感知顏色將隨著入射光的變化而變化，因此在進(jìn)行顏色反射率測量時，表述出你用來照射你的樣品的光的信息是很重要的。

Collimated

（準(zhǔn)直）

光進(jìn)入樣品中或光譜儀中可能是準(zhǔn)直的，也可能是色散的。準(zhǔn)直光是指只包含了平行入射光的光束，而色散光包含了多個入射方向。

有些技術(shù)（例如吸光度），入射光一定要是準(zhǔn)直光，準(zhǔn)直光穿透樣品，并被另一側(cè)的光譜儀捕捉到。在進(jìn)行這樣的測量時，為了確保海洋光學(xué)的光譜儀校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)直透鏡一定要與兩根光纖相連，一根連接光源，一根連接光譜儀。

Cosine Corrector

余弦校正器

余弦校正器是一個通過光學(xué)散射方式捕捉180度視場角內(nèi)光信號的部件。余弦校正器通常是和光纖配套使用，或者在特定情況下，直接和光譜儀的光纖連接在一起。在測量平面的輻射時，余弦校正器是非常需要的一個配件。

Counts

檢測器的輸出信號，根據(jù)光子數(shù)量轉(zhuǎn)換成電子的輸出信號