發(fā)布日期：2026-01-12 11:33:58 在光纖光譜儀的核心組件中，探測器堪稱“感知核心”，其性能直接決定了整套設(shè)備的檢測精度、效率與最終的應用場景邊界。對于紫外、可見到近紅外的波段需求，以及科研探索與工業(yè)在線等截然不同的應用場景，如何為您的項目精準選型？本文將從材料、結(jié)構(gòu)到制冷技術(shù)，為您梳理清晰的邏輯，助您四步鎖定最佳搭檔。
一、光敏材料:硅（Si）與銦鎵砷（InGaAs）
選型始于需求，而最核心的需求之一便是目標光譜范圍，。探測器材料直接劃定了其感知的光譜范圍，這是不可逾越的物理邊界。
? 硅基（Si）探測器：覆蓋200-1100nm波段，是紫外-可見-近紅外區(qū)域的通用選擇，具有高量子效率和良好的性價比，適用于水質(zhì)分析、顏色測量等廣泛場景。例如SR50/75C、SR100B、ST90S等。
? 銦鎵砷（InGaAs）探測器：主要針對900-1700nm及更寬的短波紅外區(qū)域，其低暗噪聲設(shè)計帶來了優(yōu)異的信噪比，是藥品勻度、農(nóng)產(chǎn)品分選等近紅外應用的關(guān)鍵，例如SR50R17、SR100N17。
二、陣列結(jié)構(gòu)：線陣和面陣
探測器的光敏單元排列方式，即陣列結(jié)構(gòu)，決定了其采集信息的基本模式，需與光譜儀的分光系統(tǒng)相匹配。
? 線陣探測器：其光敏單元呈一維線性排列，與光纖光譜儀常用的光柵分光結(jié)構(gòu)完美匹配，可一次性采集全波長光譜數(shù)據(jù)，是絕大多數(shù)光纖光譜儀的標準配置，例如SR50C、SR75C。
? 面陣探測器：其光敏單元呈二維矩陣排列，有更大的感光面積，配合分光光路使用，可獲取更多的光信號。
三、器件結(jié)構(gòu)與信號讀出機制：CCD與CMOS
在確定材料后，需根據(jù)應用是追求精度還是速度，來選擇CCD或CMOS這兩種不同的信號讀出機制。
? CCD探測器：以其高靈敏度和低暗噪聲著稱，擅長捕捉微弱光信號，是科研級光譜儀的“精度擔當”。結(jié)合半導體制冷技術(shù)后，能進一步抑制噪聲，滿足高分辨率拉曼、熒光光譜等苛刻檢測需求，例如SR100B、SR100Z、SR100Q、SR150S、ST90S、ST100S。
? CMOS探測器：憑借像素并行讀取的架構(gòu)，在速度、功耗和集成度上具有優(yōu)勢，可作為工業(yè)在線檢測的“效率擔當”。它能夠很好地支持LIBS元素分析等多通道快速檢測任務(wù)，例如SR75C。
四、光敏面類型：前照與背照
探測器的光敏面設(shè)計，即前照式與背照式，直接影響光的利用效率，尤其在弱光或短波應用中至關(guān)重要。
? 前照式（Front-Illuminated, FI）：：光從帶有金屬布線等電路的正面入射，會因結(jié)構(gòu)遮擋導致部分光損失，光利用率相對較低。
? 背照式（Back-Illuminated, BI）：通過特殊工藝將芯片翻轉(zhuǎn)，讓光直接從無電路阻擋的背面入射，大幅減少了光損失，顯著提升了器件的靈敏度，尤其在紫外和弱光條件下優(yōu)勢明顯。例如SR100Q、SR150S。
五、工作溫度：制冷與非制冷?
最后，是否采用制冷技術(shù)，是在性能、成本與系統(tǒng)復雜性之間做出的關(guān)鍵權(quán)衡。
? TEC半導體制冷：能顯著提升性能，拓寬動態(tài)范圍并抑制熱噪聲，確保設(shè)備在高溫環(huán)境或要求極限靈敏度的痕量檢測中穩(wěn)定工作，例如SR100Z、SR100Q。
? 科研級深度制冷：在TEC半導體制冷基礎(chǔ)上，通過多級制冷架構(gòu)、熱管理優(yōu)化及真空絕熱設(shè)計，突破單級 TEC 的制冷極限，制冷溫度通常能到-70℃甚至更低，核心目標是最大化抑制探測器的暗電流噪聲，提升弱光探測靈敏度。例如ST50S、ST100S、ST90S
? 非制冷型：提供了結(jié)構(gòu)緊湊、成本更優(yōu)的解決方案，其動態(tài)范圍足以應對常規(guī)質(zhì)控、快速篩查等應用，實現(xiàn)了實用性與經(jīng)濟性的平衡，例如SR50C、SR75C、SR100B、SR50R17。
選型路徑速覽
為便于快速決策，可遵循以下路徑：
1. 按波長選材料：根據(jù)目標光譜范圍鎖定硅基或銦鎵砷。
2. 按場景選類型：依據(jù)精度優(yōu)先的科研分析或速度優(yōu)先的工業(yè)在線，決定選用CCD或CMOS。
3. 按設(shè)計優(yōu)性能：對于追求極高靈敏度，特別是短波或弱光應用，可優(yōu)先考慮背照式設(shè)計。
4. 按性能要求選配置：根據(jù)對檢測極限和穩(wěn)定性的最終需求，決定是否采用制冷功能。
鑒知技術(shù)提供全系列光纖光譜儀產(chǎn)品，涵蓋適配工業(yè)場景的SR反射微型光譜儀、滿足實驗室研究需求的SR反射面陣光譜儀，以及針對高端科研微弱光探測的ST透射型光譜儀。
不同光譜儀型號命名規(guī)則遵循核心部件——探測器進行分類，C為線陣COMS探測器首字母縮寫、B為背照Back-Illuminated首字母縮寫、Z為制冷型背照CCD、Q為高量子效率Quantum efficiency、S為科研science的首字母縮寫。
希望以上系統(tǒng)性梳理，能協(xié)助您做出最適合的選型，為您的光譜系統(tǒng)匹配到精準的 “感知核心”，助力各類檢測任務(wù)實現(xiàn)高效精準的技術(shù)落地。
