拉曼技术CCD工作原理简图

发布时间：2018-03-05 14:50 原文链接：拉曼技术CCD工作原理简图

CCD 探测器需要冷却到较低温度以采集高质量光谱，冷却方式通常有两种：一种是半导体制冷，可达到的最低温度为 -90℃；另一种是液氮低温制冷，最低温度达到 -196℃。大多数拉曼光谱系统使用半导体制冷方式，但是对一些特殊应用，液氮冷却的探测器仍有其独特优势。

CCD 的尺寸是决定单次采谱范围的重要因素，相对于半英寸的小尺寸 CCD，一英寸的大尺寸 CCD 一次采集的光谱范围大，当采集全波段光谱时采集时间可缩短近一倍(见图5)。但并不是所有的拉曼光谱仪都可以采用大尺寸的CCD 来采集光谱。由于 CCD 是一个平面的探测器，被探测的光需要实现平面光谱面才能够被准确地探测，如果光线在探测器表面的另一个平面上聚焦，导致散焦，会使得成像不清晰，从而降低光谱带宽、空间分辨率和光信号的信噪比等参数。而采用 Czerny-Turner 全反射式光学设计（见图6），能够实现平场输出，有效校正成像时产生的散光，此外，特殊设计的反射镜可以对像散进行校正，使得即使在探测器的边缘也能成平场。若光路中使用的是透镜设计，最终的光斑是一个球面体，只有中心的一小块被近似为平面，边缘散焦严重（见图7），因此，只能使用很小尺寸的 CCD 以吻合中间的近似平面区域，而不能采用大尺寸CCD。