選擇波長(zhǎng)范圍可能影響儀器的物料清單(BOM)成本。一個(gè)短波NIR系統(tǒng)能夠充分利用廉價(jià)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍高達(dá)1050納米的測(cè)量。超過(guò)1050納米的測(cè)量則通常需要一款更加昂貴的銦鎵砷(InGaAs)探測(cè)器。在超過(guò)1700納米之后,為了保持性能要求,InGaAs材料通常需要冷卻,特別是與多像素線性陣列檢測(cè)器一同使用時(shí)更是如此。由于昂貴的InGaAs基板和額外的冷卻元件,InGaAs線性陣列技術(shù)由于價(jià)格過(guò)于昂貴而無(wú)法在低成本手持式儀器內(nèi)使用。
光譜分析儀架構(gòu)中的創(chuàng)新
考慮到用InGaAs陣列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)色散型光譜分析時(shí)的成本難題,很多NIR光譜分析儀創(chuàng)新將注意力放在減少系統(tǒng)組件數(shù)量方面,用線性可變?yōu)V波器(LVF)取代色散光柵中繼就是其中一個(gè)示例。LVF架構(gòu)減少了光通量,不過(guò)也通過(guò)消除光柵到探測(cè)器的路徑而極大地縮小了光譜分析儀的封裝尺寸。其它創(chuàng)新型光設(shè)計(jì)采用透射光柵架構(gòu);這個(gè)架構(gòu)在盡可能降低光損耗的同時(shí)精簡(jiǎn)了系統(tǒng)封裝尺寸。另外一個(gè)架構(gòu)使用一個(gè)掃描光柵,將光直接中繼傳遞至單點(diǎn)探測(cè)器,從而免除了對(duì)于上文提到的多像素InGaAs陣列的需要。相對(duì)于陣列檢測(cè)器,單點(diǎn)探測(cè)器在成本、尺寸和性能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
在光譜分析儀架構(gòu)中采用MEMS技術(shù)并連同單點(diǎn)探測(cè)器一起使用可降低成本以及實(shí)現(xiàn)便攜性。將穩(wěn)健耐用的MEMS組件集成到一個(gè)光譜分析儀光路徑中,不但可以縮小儀器的封裝尺寸,還可以添加全新的性能。選擇MEMS組件時(shí)的主要考慮因素包括性能可靠性和大批量生產(chǎn)制造時(shí)的穩(wěn)定性。