基础知识 | 灵敏度、信噪比、动态范围区分

灵敏度衡量光谱仪检测极弱光信号的能力，通常与仪器的光学设计、探测器效率及噪声控制相关。

在实际应用中，厂家通常采用上述探测器灵敏度参数作为光谱仪的灵敏度，但是此方式无法完全表征光谱仪整体的灵敏度性能，通常还需要信噪比和动态范围来共同表征系统的整体灵敏度性能。

奥谱天成光谱仪通过以下技术实现超高灵敏度：

低噪声探测器：采用背照式CMOS或科学级高量子效率CCD，提升光子利用率；如ATP6500

高效光路设计：优化光纤耦合与光栅衍射效率，减少信号损失；如ATP5020

低温制冷技术：抑制热噪声，确保微弱信号的稳定采集。

增加进光量：例如通过增大狭缝宽度或提高光源强度，需要注意的是，狭缝宽度扩大的同时也会带来分辨率的降低。

应用场景：环境监测中的痕量气体分析、生物荧光检测等，均依赖高灵敏度特性。

动态范围指光谱仪同时检测最强信号与最弱信号的能力，计算公式如下：

信号强度：取**峰高Sgn；

噪声：读出无峰处噪声的RMS值N_rms；

动态范围=Sgn/N_rms；

常见误区：许多人误将此值视为信噪比，但动态范围仅反映信号幅值的跨度，而非稳定性。

奥谱天成的优势：

宽动态范围：强激光脉冲与弱散射光可同谱呈现，适用于复杂样品（如金属成分分析）；

线性响应保障：确保高信号强度下不饱和，低信号区域不失真。

ATP6500-动态范围实测数据

信噪比反映信号的真实性与重复性，需通过严谨测定：

由上述信噪比计算过程不难得知，对于一个光谱仪系统，不同波长点（像素点）的信噪比数据会有较大差异。主要原因：光源的不同波长下强度分量有高有低，并且探测器对于不同波长的响应有差异，比如，Si基CMOS探测器对于可见波段响应比紫外波段响应高得多。

奥谱天成的实测表现：

长期稳定性：支持24小时连续监测（如积分时间30s、激光功率300mW），SNR波动＜3%；

算法加持：通过机器学习优化谱图识别，进一步提升信噪比可靠性。

ATP6500-信噪比实测数据

灵敏度与光谱仪的动态范围和信噪比参数密切相关：

动态范围：动态范围越大，光谱仪能够同时处理强弱信号的能力越强，这与灵敏度直接相关。

信噪比：信噪比越高，灵敏度越高，有助于减少背景噪声干扰

通过灵敏度、动态范围与信噪比的协同优化，用户能够更加了解光谱分析的精度边界。无论是科研探索还是工业质检，只有透彻理解这些参数的本质，才能**化仪器的价值。

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