現(xiàn)代近紅外光譜儀器發(fā)展歷程

　　我國NIR儀器的研制起步較晚，90年代中期，有的廠家在生產(chǎn)傅立葉變換紅外光譜儀的基礎(chǔ)上，開發(fā)生產(chǎn)了傅立葉變換近紅外光譜儀器。北京北分瑞利分析儀器有限責(zé)任公司(原北京第二光學(xué)儀器廠)研制出傅立葉變換型NIR光譜儀。在多通道近紅外光譜儀器的研制方面，石油化工科學(xué)研究所研制、深圳英賢儀器公司生產(chǎn)的NIR-2000型近紅外光譜儀已于1998年9月通過中國石油化工集團(tuán)公司鑒定，并進(jìn)入批量生產(chǎn)。該儀器采用硅基2048像素CCD作檢測器，波長范圍700～1100nm，主要用于多種石油產(chǎn)品組成和性質(zhì)的分析。

　　現(xiàn)代近紅外光譜儀器從分光系統(tǒng)可分為固定波長濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換和聲光可調(diào)濾光器(AOTF)四種類型。光柵色散型儀器根據(jù)使用檢測器的差異又分為掃描式和固定光路兩種。在各種類型儀器中，光柵掃描式是常用的儀器類型，采用全息光柵分光、PbS或其他光敏元件作檢測器，具有較高的信噪比。由于儀器中的可動部件(如光柵軸)在連續(xù)高強(qiáng)度的運(yùn)行中可能存在磨損問題，從而影響光譜采集的可靠性，不太合適于在線分析。
　　
　　傅立葉變換近紅外光譜儀是目前近紅外光譜儀器的主導(dǎo)產(chǎn)品，具有較高的分辨率和掃描速度，這類儀器的弱點(diǎn)同樣是干涉儀中存在移動部件，且需要較嚴(yán)格的工作環(huán)境。AOTF是90年代初出現(xiàn)的一類新型分光器件，采用雙折射晶體，通過改變頻率來調(diào)節(jié)掃描的波長，整個儀器系統(tǒng)無移動部件，掃描速度快，具有較好的儀器穩(wěn)定性，特別適合在線分析。但目前這類儀器的分辨率相對較低，AOTF的價格也較高。隨著多通道檢測器件生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，采用固定光路、光柵分光、多通道檢測器構(gòu)成的NIR儀器，以其性能穩(wěn)定、掃描速度快、分辨率高、性能價格比好等特點(diǎn)正越來越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的多通道檢測器中，常用的有二極管陣列(Photodiode-array簡稱PDA)和電荷耦合器件(ChargeCoupledDevices簡稱
　　
　　CCD)兩種類型。
　　
　　國外NIR光譜儀發(fā)展?fàn)顩r：國外便攜式近紅外光譜儀的研制工作開展的較早，技術(shù)也比較成熟。從廠家的網(wǎng)上材料看，NIR儀器不斷向小型化、固態(tài)化、模塊化和快速實時方向發(fā)展。其中典型的有美國的ASD公司的可見/近紅外便攜式光譜分析儀LabspecPro系列，可選擇光譜測量范圍1000-1800nm、1000-2500nm、350-2500nm，光纖探頭，并配以用于化學(xué)計量學(xué)模型編程的Unscrambler標(biāo)準(zhǔn)軟件。澳大利亞IntegratedSpectronicsPtyLtd的PIMA(PortableInfraredMineralAnalyzer)是典型的便攜式野外巖石礦物NIR分析儀器。PIMA系光柵掃描型，光譜范圍1300～2500nm，儀器重2.5Kg，野外電池供電，外接筆記本電腦。
　　
　　OceanOpticsInc.研制生產(chǎn)的USB2000微型光纖光譜儀(USB2000MiniatureFiberOpticSpectrometer)，有標(biāo)準(zhǔn)組件的光譜儀系統(tǒng)，配以不同的光柵、狹縫、不同的光纖設(shè)備等，可檢測吸收、反射、發(fā)射光譜等，范圍200-1100nm。USB2000整體尺寸為89mm×64mm×34mm，重量在270克左右。