有多種批量生產(chǎn)的光纖光譜儀可供選擇。光譜儀可以被視為商品或關(guān)鍵組件颤诀，具體取決于應(yīng)用字旭。在我們的系統(tǒng)中，光譜儀是一個關(guān)鍵組件——我們非常關(guān)心它的性能和穩(wěn)定性崖叫。在大規(guī)模生產(chǎn)的光譜儀中遗淳，需要進行工程權(quán)衡以瞄準z大的細分市場，即商品光譜儀心傀。通常屈暗，目標是z小化占地面積和降低制造成本，包括簡化組裝和校準脂男。
光譜儀校準通常被理解為“波長校準”养叛。這確實是絕對必要的，每個光譜儀都必須具備它疆液。但還有很多工作要做：暗信號校正一铅、非線性校正、固定模式噪聲 (FPN) 校正和各種數(shù)據(jù)處理選項堕油，例如 Boxcar 平均潘飘。
這對于有源 cmos 探測器陣列（如 Hamamatsu S11639）尤其重要肮之，其中每個像素都充當獨立探測器。批量生產(chǎn)的光譜儀通常只進行z低限度的校正——足以滿足基本用途卜录。
每個像素的信號轉(zhuǎn)換路徑戈擒。有源 CMOS 探測器由獨立的固定硅探測器（像素）組成，每個探測器都有自己的電容器（電荷到電壓轉(zhuǎn)換）和源極跟隨器艰毒。釘扎硅探測器本身具有高度線性并具有相同的暗噪聲筐高。然而，獨立電容器和源的存在引入了暗噪聲丑瞧、非線性的差異并導(dǎo)致固定模式噪聲柑土。理想情況下，所有這些都可以逐個像素地進行校正绊汹。
信號校正圖稽屏。從探測器獲取的信號需要暗信號校正、非線性校正以及可選的固定模式噪聲校正西乖。
暗信號校正狐榔。暗信號取決于積分時間和溫度。 ccd 探測器通常具有“暗”像素获雕，用作暗信號的參考薄腻。只需從活動像素的測量信號中減去暗像素的信號即可。這在 CCD 探測器中效果很好届案，因為所有像素中的暗電流基本上都是相同的庵楷。 CMOS 探測器也存在類似的選項（例如 Hamamatsu S11639-11）。然而萝玷，在 CMOS 探測器中嫁乘，這種策略的效果要差得多，因為每個像素具有不同的暗信號球碉，并且溫度/積分時間依賴性也不同蜓斧。備用選項是在信號測量之前進行“暗”頻譜測量。對于快速和精確的光譜測量來說睁冬，這兩種方法都是不可接受的挎春。
ARIEL 光譜儀具有針對不同溫度和積分時間校準的暗電流《共Γ回歸系數(shù)存儲在光譜儀中直奋，并根據(jù)檢測器溫度和所使用的積分時間進行加載。這樣可以快速準確地校正固件中的暗信號施禾。
暗信號對積分時間的依賴性是非線性的脚线。在積分時間 < 10ms 時，暗信號變化非常小弥搞，在積分時間 > 100ms 時邮绿，它實際上是線性的渠旁。還發(fā)生這樣的情況：在較短的積分時間下，暗信號幾乎不隨溫度變化船逮，而在較長的積分時間下顾腊，暗信號呈指數(shù)增加。這兩種情況都單獨校準挖胃，以減少校準數(shù)據(jù)量杂靶。根據(jù)測量條件在固件中自動完成校正。
非線性校正酱鸭。在 CMOS 探測器中吗垮，非線性在小信號（< 范圍的 50%）時非常低，而在范圍頂 部附近則非常高凹髓。 S11639 探測器的典型非線性在低信號時小于 0.5%抱既，在接近飽和極限時高達20%。此外扁誓，每個像素的非線性都略有不同。在一些批量生產(chǎn)的光譜儀中蚀之，高信號放大用于補償像散光損失——這進一步增加了非線 性蝗敢。
ARIEL 光譜儀的殘余非線性度 < 0.4%（99.6%線性度），具有全局非線性校正足删。每像素非線性校正可提供約 99.8% 的線性度寿谴。
固定模式噪聲 (FPN)。 CMOS 探測器中的 FPN始終存在失受，因為每個像素都是一個獨立的探測器讶泰，擁有自己的電子器件（電荷轉(zhuǎn)電壓和源極跟隨器）。在 Hamamatsu S11639 檢測器中拂到，大多數(shù)像素的 FPN 通常約為 2%痪署，某些像素高達 10%（檢測器規(guī)格一如既往地相當寬松，允許高達 +-10% 的不均勻性）兄旬。由于基線校準狼犯，該 FPN 噪聲在實際反射率或透射率測量中得到部分校正。但頻譜可能并不完全平滑领铐。大多數(shù)情況下是可以接受的悯森。然而，在某些情況下绪撵，需要更高質(zhì)量的頻譜瓢姻。 ARIEL 光譜儀具有可選的 FPN 校準來改善光譜。
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