Pixel Well Depth

像元（像素）阱深

檢測器中每個像元可以儲存的電子的最大數目叫做阱深。像元阱深決定了可用于像元單次讀出結果或能接收的最大信號。CCD的動態范圍也與阱深剛好成正比。入射光的強度和積分時間決定了每一個像元采集電子的數目。如果入射光產生的電子超出了像元阱深所能承受的范圍，像元就會飽和。在測量過程中一定不要讓光譜儀出現飽和（甚至沒有被用到的任何一段光譜 即使光譜的一部分沒有被使用），因為這會影響光譜的其余部分。

Quantum Efficiency

量子效率

量子效率是衡量檢測器能夠響應入射光子產生電子的能力。更高的量子效率值意味著檢測器更靈敏。檢測器的靈敏度對不同波長的入射光有所不同，所以量子效率最好用曲線表示，而不是用單個量子效率值表示。對于光譜儀，量子效率并不是一個品質因數性能系數，因為它只是決定光譜儀整體性能的其中一個指標。

Radiometry

輻射測量

輻射測量是研究電磁輻射的科學，包括可見波普。它的含義是電磁波譜中的能量分布，與光度測量不同，光度測量定義了人眼能夠看到了可見光的接收強度。

**Raman **拉曼光譜

光照射到物質上發生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發光波長相同的成分,非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分, 統稱為拉曼效應。拉曼效應是光子與光學支聲子相互作用的結果。

拉曼光譜－原理拉曼效應起源于分子振動(和點陣振動)與轉動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級(點陣振動能級)與轉動能級結構的知識。用虛的上能級概念可以說明了拉曼效應:

設散射物分子原來處于基電子態，振動能級如圖所示。當受到入射光照射時，激發光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收，表述為電子躍遷到虛態（Virtual state），虛能級上的電子立即躍遷到下能級而發光，即為散射光。設仍回到初始的電子態，則有如圖所示的三種情況。因而散射光中既有與入射光頻率相同的譜線，也有與入射光頻率不同的譜線，前者稱為瑞利線，后者稱為拉曼線。在拉曼線中，又把頻率小于入射光頻率的譜線稱為斯托克斯線，而把頻率大于入射光頻率的譜線稱為反斯托克斯線。

附加頻率值與振動能級有關的稱作大拉曼位移，與同一振動能級內的轉動能級有關的稱作小拉曼位移：

大拉曼位移：(為振動能級帶頻率)

小拉曼位移：(其中B為轉動常數)

簡單推導小拉曼位移：利用轉動常數

Sensitivity

靈敏度

光譜儀的靈敏度是一個衡量可見光輸入與光譜輸出關系的參數，可以在海洋光學軟件中看到這個參數。

檢測器靈敏度，不是指光譜儀靈敏度，通常是可以通過以下兩種方法表示的：

1.單位入射輻射功率（單位：瓦）的輸出電流（單位：安）

靈敏度可以由在給定輻射功率的發光光源條件下，檢測器輸出的電流值來確定。這種方法測得的單位通常是A/W（這經常作為檢測器的響應率，見NEP）。當靈敏度被表達成A/W時，檢測器的量子效率和靈敏度由以下公式得出：

QE = Sx1240/λ x 100 (%),這里λ是波長，單位是nm。

2.單位入射曝光量（單位：lux.s）的輸出電壓（單位：V）

靈敏度也可以由在一定大小的曝光量下，檢測器的輸出電壓值來確定。通常這種方法測得的靈敏度單位是V/lux.s。

3、靈敏度可以表示成生成每隔count時需要的入射光的光子數量。海洋光學說明書通常顯示在特定波長下（通常在400nm和600nm）counts（計數值）（在OceanView 或SpectraSuite軟件中y-軸的數值）與入射光子數量的比值。這個定義是最有用的定義，因為它直接反應了用戶在海洋光學軟件上看到的結果。

Shot Noise

散粒噪聲

散粒噪聲是統計產生的變化，它存在于任何離散的隨機系統中。與光譜儀有關的散粒噪聲的類型有光子噪聲和暗噪聲。

Signal to Noise Ratio

信噪比

信噪比（SNR）的定義是，在一個特定的信號水平，信號強度與噪聲強度的比值——因此它會隨著測量不同而有所不同。由于光子噪聲的原因，噪聲通常以信號函數的形式增長,信噪比函數實際上是單個信噪比值與它們獲得的該信號的曲線圖。海洋光學數據表中記載的光譜儀信噪比值是最大可能的信噪比值（在檢測器飽和狀態下獲得）。假設每一個像元的信噪比響應曲線都相同。

具體測量如下：當挑選好光源，以便在最低的積分時間或積分時間遠低于熱噪聲限制的積分時間內使光譜峰值飽和（光譜仍需要有低于0 counts（計數值）或其左右的區域）；想要計算信噪比，需要取100個沒有光入射的掃描，計算出每個像元的平均基線值，再取100個有光入射的掃描，計算出每個像元輸出值的平均值和標準差；然后信噪比由以下公式給出：

SNRρ = (S – D)/σρ

這里

SNRρ=信噪比

S=光照條件下樣品信號強度平均值

D=黑暗條件下信號強度平均值

σ=光照條件下樣品信號強度標準偏差

ρ=像素序號

想要獲得完整的信噪比與信號圖，畫出計算得到的SNRρ值（噪聲）和Sρ – Dρ值（信號）。這將涵蓋了一個很寬的峰值范圍（從光譜暗狀態到近乎飽和）。因為所有的像元都有相同的響應曲線，所以信噪比和信號圖的數據可以來自不同的像元。因為在信號大值的時候，光子噪聲是主要的噪聲來源，故理想的光譜圖應該與y = √x的圖形相似。

請注意，應用不同類型的信號平均方法可以提高信噪比。在基于時間的信號平均時，信噪比將以光譜掃描次數的平方根增加。舉例說明，信噪比為300:1,如果將100次掃描取平均時，信噪比會變成3000：1。在基于空間的信號平均時，信噪比將以取平均的像元數量的平方根增加。

雖然這些方法對于獲得精確數據是有用的，但它會混淆不同光譜儀的比較。海洋光學給出了所有光譜儀的沒有通過信號平均方法獲得提升的信噪比值。我們的一些競爭對手利用信號平均的方法，人為的提高一些質量較差的光譜儀的信噪比。

Slit

狹縫

狹縫的寬度與光學分辨率有關，寬度越小，分辨率越大，但是進入光譜儀的光線越少，靈敏度也就越低。大多數海洋的設備：狹縫高度為1000微米，寬度從5微米到200微米。對于沒有狹縫的光譜儀來說，光線的直徑限制了進入光譜儀的光量，所以，光纖直徑起到了狹縫的作用.

**Spectral sensor **

光譜傳感器

光譜傳感器是海洋光學產品系列中的新增產品。這類產品是微型光譜儀設備，并且有單獨的配件產品線。第一款產品是SPARK-VIS。

這類產品在設計之初就為了這些目的：批量生產、低成本、小體積。SPARK-VIS是我們最低成本的光譜儀，并且精簡版本是最輕的光譜設備，僅重1克。

在工作原理方面，光譜傳感器與其他光譜儀不同，它用的不是光柵，用的是固態光學組件，這是海洋光學的系技術。這個傳感器用于定性和定量測量。

Stray Light

雜散光

雜散光是指光意外落在檢測器上的任意位置，并導致錯誤的讀數。檢測器可能無法區分出落在一個像元上的多個波長，它只能簡單的測量出入射光的強度；因此當光照在檢測器錯誤的對應波長處，檢測器就會錯誤的輸出這個波長處的讀數。這種雜散光是典型的通過一個特定光源發出，但經過光譜儀分光后照在檢測器錯誤的位置，或者也可能完全由兩個不同的光源發出。這些光經常會導致系統的動態范圍中出現一個有效工作范圍，這會限制系統的暗程度進而降低系統信噪比。顏色或吸光度的絕對值可能會受雜散光的影響。如下為引起雜散光的主要原因：（測試標準：用標準濾光片或者標準溶液）

?2階和3階衍射

?衍射光柵的缺陷

?光譜儀的內部反射

?光譜儀外殼漏光（外界光進入到光譜儀）

**Triggering **觸發

觸發是許多海洋光學的光譜儀可以應用的一個特點，跟一般的光譜過程有關。第一類：一個采樣系統之外的事件（按鍵或者脈沖激光）可以觸發光譜儀，使光譜儀開始數據采集過程。這種觸發是海洋光學的“外部觸發”。另一種觸發是光譜儀引入一個外部設備（比如燈）去指示光譜儀立即采集數據。這被稱為是“外部事件觸發”。

下面是應用在海洋光學光譜儀上的五種觸發模式：

1、外部硬件邊緣觸發

光譜儀設定積分時間。當觸發器的輸入針腳上有一個尖銳的電壓上升的信號時，光譜儀開始采集信號。這種觸發是每當一個信號產生，光譜儀開始采集一個光譜信號（如果設定了多個采集過程）。當你使用一個脈沖激發信號或者光源、當你在做激光致熒光或磷光、當你想要你的采集過程與外部信號同步時，你可以用這種觸發模式

2、外部硬件水平觸發

光譜儀設置積分時間，當光譜儀接收到觸發器電壓信號時，開始采集數據，當信號消失時結束采集光譜數據。當你需要一個連續采集譜圖時（在特殊情況下），比如樣品達到某種特殊的，你想要測量的狀態時，你可以用這種方式觸發。

3、外部軟件觸發

積分時間在軟件中設定。當軟件接收到觸發信號時，傳輸一個數據采集系統的光譜，并且觸發發生在這個過程中。當你應用一個連續指示光源，并且光源的強度在觸發前，觸發過程中，處罰之后是連續變化的，你可以用這種觸發模式。

4、外部同步觸發

光譜儀在接收到外部信號后開始采集數據，當再次接受到信號后結束采集數據。在第二次接收到信號時，結束第一次采集，同時開始此二次采集數據。這種情況下，不用設置積分時間，因為觸發器可以啟動開始或者停止。當你必須要你的光譜掃描和外部信號同步時，當你用一個內部放大器或者用斬波器時，你可以用這種觸發模式

5、正常/隨機/連續

光譜儀連續采集數據，當沒有任何外部需求時，可以使用。