微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点，适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响，导致测量光谱信号精度差的问题，提出了一种面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法。该方法首先使用光谱仪在线测量光谱强度，并通过参考溶液和待测溶液获取光谱信号；其次，通过提出的自适应小波阈值去噪法，消除光谱信号的光度噪声，提升光谱信号的灵敏度；然后，提出了一种基于双波长光强比值不变性的光源稳定方法，动态消除光源误差；最后，对铜钴离子的光谱信号进行动态校正，并对校正曲线进行性能分析。结果表明，所提出的方法简单快速，适用于光谱信号的动态校正，以满足多金属杂质离子在线检测的需求。

解调飞机上变栅距光栅位移传感器的微型光谱仪在受到严重的高低温冲击后会出现温度漂移.针对航空领域中变栅距光栅位移传感器的解调系统研制了一种具有实时温度补偿功能的微型光纤光谱仪.为了实现实时温度补偿,分析了温度变化对微型光谱仪的影响,并对传统的交叉式Czerny-Turner光路进行了优化,用ZEMAX软件模拟得到:在相同的受热产生的变形条件下,优化的C-T光路光谱漂移量相比优化前的更小且整体漂移线性度更好.在此基础上提出了一种引入参考光来实现实时温度补偿的方法,并最终基于改进的C-T光路制作了一个体积为80 mm×70 mm×70 mm、工作波段在500～1 000 nm、积分时间为8 ms～1 000 ms、光学分辨率约为2 nm的微型光纤光谱仪,用实验验证了优化的C-T光路的光谱温度漂移情况及温度补偿方案的可行性.实验结果表明在近60 ℃范围内的温度冲击下,研制的微型光谱仪能够达到波长标准误差小于0.1 nm,波长最大误差小于传感器系统所要求的0.3 nm,满足初始的设计要求.该微型光谱仪的创新之处在于采用了优化的交叉式C-T光路作为色散系统且基于引入参考光的方法实现了实时温度补偿功能。

本文采用微型光纤光谱仪和复合光源联用的方式对红宝石样品进行了透过率光谱测试, 并与紫外―可见光分光光度计测得的透过率光谱进行对比, 发现红宝石透过率光谱在694 nm主峰存在差异, 并针对这一差异现象进行了荧光光谱实验。实验表明, 复合光源中321 nm~691 nm波长的激发光可有效诱导红宝石产生以694 nm为主峰的荧光, 红宝石694 nm处透过率光谱的形态由694 nm光谱的发射与吸收程度共同决定。因此, 采用复合光源的检测方式可得到与单色光检测方式不同的透过率光谱形态。本文对两种仪器的测量过程和其所用光源进行了对比分析, 说明了光源能量分布对宝石光谱鉴定的影响, 结果能够促进对宝石紫外可见吸收光谱鉴定的认识和改进。

介绍了一种基于微型光纤光谱仪的LED特性检测仪器的设计原理。为了降低积分球测量光通量中所引起的自吸收误差与温度升高对LED光通量的影响误差, 选取将LED与探测器成90°放置的解决方法。同时, 光谱仪模块采取非对称交叉式Czerny-Turner分光结构来达到微型化高分辨率的目的。基于正向电流对LED光通量的影响, 提出可调可显示的恒流源的设计。研究结果对研制检测LED特性的微型检测装置具有一定的指导意义, 由于恒流源电流的可读可调节的设计, 电流变化对LED光学特性的影响可以较为清晰地体现出来。

提出了一种混合集成微型光纤光谱仪。该系统采用一种全息凹面光栅作为分光成像元件,以线阵CMOS图像传感器作为探测元件,实现400～800 nm波长范围内的光谱检测。整个系统的光学元件少、光能传输效率高、结构简单紧凑、体积小。通过结构与参量的优化设计、计算机模拟和初步实验表明这是一种较为理想的微型光谱仪。