近紅外分光光度計是一種利用近紅外光譜區域進行樣品成分分析的儀器,其光學系統設計具有復雜性和精密性，旨在提高測量的準確性和效率。。這種技術在多個領域中都有廣泛應用，如農業、制藥、化工和食品科技等。其工作原理基于樣品在近紅外區域的吸收和發射光譜特性，通過這些光譜數據可以非破壞性地分析樣品的成分和性質。
1.光學系統的基本原理：分光光度計的核心是其光學系統，這一系統通常包括光源、分光元件（如光柵或棱鏡）、樣品室和檢測器。這些組件共同工作以產生、分散并檢測從樣品中反射或透射的光。
2.Czerny-Turner光路結構：為了提高光學性能和減少雜散光，許多近紅外分光光度計采用了Czerny-Turner光路結構。這種結構通過彎曲的光線路徑增加光在儀器中的傳播距離，有助于提高分辨率和靈敏度。
3.諧波電機驅動光柵：傳統的波長掃描機制通常使用電機傳動正弦絲桿來驅動光柵。然而，一些先進的設計采用諧波電機直接驅動光柵轉動，這樣可以提高掃描速度并減少機械磨損，從而提高整體設備的可靠性和壽命。
4.雙光束設計：為了提高測量的準確性和穩定性，部分近紅外分光光度計采用了雙光束系統。這種設計允許同時測量參考光和樣品光，通過比較這兩種光束可以有效消除環境因素對測量結果的影響。
5.光學仿真與軟件應用：在實際制造之前，通過光學軟件（如Tracepro）對光學系統進行仿真，可以幫助設計師優化光路并預測系統性能。這不僅可以縮短開發周期，還能降低成本并提高設計的一次成功率。
6.雜散光的控制：雜散光是影響光譜測量準確性的一個關鍵問題。通過精確的光路設計和材料選擇，如使用高質量的光學濾波器和涂層，可以顯著減少雜散光的影響，從而提升數據的純凈度和可靠性。
