摘要：基于物質光譜的光譜分析技術，通過對物質光譜的特征信息提取，實現對物質類別與特性的判別。光譜分析技術為人類了解物質世界提供了新的途徑，進一步促進了科學技術的發展與進步。光譜探測器是一種有效的物質光譜獲取工具，是光譜分析技術得以實施的重要前端，其基本原理為，利用光的色散和衍射原理來探測光頻和光強。傳統光譜探測器不能同時檢測多個波長的光，同時還存在儀器龐大、系統復雜、受環境限制、價格昂貴等問題，這些問題導致了光譜分析技術仍無法在各領域得到廣泛的應用。因此，設計一種小型便攜、操作簡便、價格低廉的光譜探測儀，是一個具有實際意義的研究課題。因此，本課題旨在設計與搭建一套簡易的光譜分析實驗系統，為后續的便攜式光譜探測儀設計與實現提供基礎。在實驗系統的設計過程中，考慮到CCD傳感器具有輸出飽和特性，暗輸出特性，不失真，靈敏度高，分辨率高，噪聲低，功耗低，成本低廉等特點，同時基于CCD的微型光譜探測器具有集成化、使用靈活方便、性能優越的特點，使得線陣CCD探測器在一些方面優于傳統的PMT光譜探測器。在此分析基礎上，課題研究了一種基于線陣CCD與STM32F401單片機的一種簡易光譜探測實驗系統，并通過簡單的實驗，初步證明了該系統的有效性。

關鍵詞：線陣CCD  光譜分析  微型

目錄

摘要

Abstract

第一章 緒論-1

1.1課題研究的背景及意義-1

1.2目前的研究現狀-2

1.3課題研究的內容與過程-3

1.4論文的框架-3

第二章 線陣CCD的工作原理和采集電路設計-4

2.1 微型光譜探測器的結構-4

2.2 CCD的工作原理-5

2.3 線陣CCD器件TCD1304-7

2.4 線陣CCD采集電路-9

第三章 基于線陣CCD的光譜探測器的數據測量誤差分析-10

3.1 機械誤差-10

3.2 電路噪音-10

第四章 簡易光譜探測系統搭建-12

4.1 搭建思路-12

4.2 實驗結果以及測試-14

第五章 課題總結-19

參考文獻-21

致謝-22