CN202255624U - 一种光纤束光谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤束光谱仪，包括光纤束、色散元件、阵列探测器元件，通过将光纤束的输出端编排成光狭缝，并固定设置在色散元件的入射光路上，直接作为光谱仪的入射狭缝，能大幅减小取样光信号能量损失，大幅提高仪器灵敏度，并因此而降低了仪器的非线性、暗噪声和杂散光误差，具有较高的测量精度以及较快的测量速度。利用二维阵列探测器和光纤束输入端和输出端光纤单元的有序编排，以及多套子光纤束光谱仪的并接，本实用新型的光纤束光谱仪能够实现二维图像光谱测量和多目的光谱测量，具有无需机械扫描或切换机构、测量速度快、精度高、配置灵活、应用范围广等优点。

Description

一种光纤束光谱仪

【技术领域】

本实用新型属于光谱辐射测量领域，具体涉及一种使用阵列探测器的光纤束光谱仪。 

【背景技术】

光谱学是测量紫外、可见、近红外、红外波段等光强度的一种技术。光谱测量的应用范围非常广泛，如颜色测量、化学成份的浓度测量、电磁辐射分析、光源发光和航空航天光谱分析等。 

光纤束光谱仪通常采用光纤束作为光信号接收耦合器件，由于其使用方便已被广泛地应用于采用阵列探测器的快速光谱仪中，其基本原理为：由多根光纤组成的光纤束作为光信号输入元件，将被测光信号引入光谱仪暗箱中，来自光纤束输出端的光信号首先经过一个入射狭缝，穿过入射狭缝的部分光束照射到色散元件上进行分光，然后色散光被会聚到达阵列探测器，被阵列探测器接收和检测，从而得到被测光的光谱信息。其中，入射狭缝是光纤束光谱仪所必不可少的关键部件，从光谱仪的成像关系上来看，阵列探测器的像素上接收到的光谱就是入射狭缝在该光谱下的单色像。 

然而，现有的光纤束光谱仪存在以下缺陷：入射狭缝仅使很从光纤或光纤束出射的少量光线进入光谱仪暗箱内参与测量，而绝大部分的取样光信号是不参与测量的，导致光谱仪的灵敏度较低，这个问题在测量弱光时显得特别突出，会带来较大的测量误差，而且低灵敏度意味着在测量中探测器的积分时间一般较长，同时还容易带来非线性和暗噪声等较大的误差。 

此外，现有的光纤束光谱仪仅能测量被测目标局部区域内的平均光谱信息，功能单一，根本无法通过一次测量得到多个目标的光谱信息，例如二维空间内各点的光谱功率分布，即二维光谱图像，或者来自于不同光学取样装置的光信号光谱功率分布。若要用现有光纤束光谱仪测量图像光谱，则必须要用机械的方法逐点扫描测量，测量时间相当长，而且逐点扫描测量对于对准的要求很高，精确的逐点扫描成本很极高，时间很长。现有的图像光谱仪(高光谱仪)虽然能够测量二维光谱图像，但也不是一次取样实现测量的，必须通过扫描机构(如飞机或航天器的飞行等)逐点或逐行扫描测量或者，通过在测量光路上切换一系列的窄带光谱滤光片来实现二维光谱图像的测量。以上几种方式，同样存在成本高，测量时间长的问题，若被测目标的发光随时间变化较快，则根本不能得到精确的光谱图像。 

【实用新型内容】

为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种灵敏度高、杂散光和暗噪声、测量精度高的光纤束光谱仪，同时还可以灵活设计，实现多波段光谱仪、图像光谱仪等测量 功能。 

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种光纤束光谱仪，其特征在于：包括由多根光纤组成的光纤束、暗箱、色散元件和阵列探测器，所述的色散元件和阵列探测器设置于暗箱内，光纤束为光信号接收元件，或者成为光信号输入元件，光纤束的输入端与一个光学取样装置相连，采集要测量的光信号，光纤束的输出端固定设置于暗箱的色散元件的入射光路上，所述的光纤束的输出端中包含两个或两个以上的光纤单元，每个光纤单元由一根或一根以上光纤组成，并且输出端的光纤单元编排成长条的光狭缝，光纤束的输出端和色散元件之间不另设置入射狭缝，光狭缝直接成为光纤束光谱仪的入射狭缝。 

本实用新型的技术方案中，通过将光纤束输出端的编排形成光狭缝，并固定设置于入射光路上，直接成为光谱仪的入射狭缝，从光狭缝出射的光可全部耦合到色散元件上，此过程中进入光纤束输入端的光信号几乎全部入射到色散元件上，其光能量损失大幅减小，阵列探测器接收到的光信号大幅增强，光纤束光谱仪的灵敏度也相应大幅增强，因此，线性误差和暗噪声误差也可以大幅减小，整体测量精度大幅提高。 

光纤束由多根光纤组成，在现代光纤技术中单根光纤的尺寸、形状以及多根光纤的编排都能够很好地控制。在多光纤形成的光纤束中，输入端和输出端的光纤完全可以按需要编排到明确的一一对应定位关系，而且输入端和输出端能够较为方便地编排成任意指定的所需要的形状。本实用新型中所述的光纤单元是对光纤的有序划分和编码，光纤单元的划分方式如下：在光纤束输出端的光狭缝上，沿缝向将光纤束划分成指定等份，每个等份称为一个光纤单元，因此，一根光纤可以为一个光纤单元，或者多个光纤组成一个光纤单元。必须明确的是，光纤束中的输出端的光纤单元和光纤束输入端的光纤单元是一一对应的确定的位置关系。 

如附图2所示，光狭缝是矩形的，或者总体是矩形，也允许在两头因加工方便也可以做成圆弧形。在输入端，将光纤束可编排成圆形或正多边形或其它任意指定的形状，输入端的编排形状可以按被测目标的采样需求确定。将光纤束编排成圆形或正多边形这些形状较有利于光纤束的编排工艺，也便于接收来自取样装置的光能量，提高光纤束光谱仪的灵敏度。 

本实用新型的光纤束光谱仪中，所述的阵列探测器为二维阵列探测器，所述的光纤束输出端的光狭缝为矩形，且光狭缝的缝向与色散元件的分光方向相垂直，所述的阵列探测器的两维像素方向分别与缝向和分光方向相对应。从成像关系上来看，阵列探测器的像素上接收到的光谱实际上是入射狭缝在该光谱下的单色像。上述技术方案使阵列探测器的两维像素分别可视为空间维和光谱维，其中与缝向对应的是空间维，与分光方向相对应是光谱维。上述的光狭缝由一列光纤单元组合而成，像素的空间维坐标与光狭缝上的光纤单元相对应；在光 谱维上，像素的坐标分别与色散波长一一对应，实现光谱测量。 

若利用上述技术方案测量进入光纤束的光信号的平均光谱，则将具有相同空间维坐标的像素响应相叠加，能够进一步提高仪器的灵敏度。 

若在上述技术方案中，光狭缝上的各光纤单元与被测目标指定区域内的各点一一对应，且光狭缝上的各根光纤有序排布，则上述像素光谱维坐标与被测目标中的各点相的光谱分布相对应，本技术方案的光纤束光谱仪能够通过一次取样快速测量光纤束输出光狭缝对应的被测目标上空间所有各点的光谱功率分布，即被测目标的图像光谱，被测目标的图像和区域取决于光纤束的输入端形状和光学取样装置。若光学取样装置是一个成像装置，将被测目标成像在光纤束的输入端表面上，则当光纤束的输入端的光纤单元也是呈狭缝形状编排时，如图5所示，则本技术方案中的光纤束光谱仪测量的是一行或一列被测目标中各点的光谱信息，如图5所示；当光纤束的输入端光纤单元被编排成圆形、矩形或其它多边形时，如图6所示，则光纤束光谱仪测量的是被测目标对应圆形或多边形区域内的光谱图像，如图7所示。本技术方案实现的空间图像光谱测量的显著技术优势是测量速度很快，不需要使用扫描机构。 

在上述技术方案中，所述的光纤束可以是具有两个或以上输入端、一个输出端的分叉光纤束，输出端中按缝向编排的光纤被有序编排在各输入端中，所述每个输入端前可设置相同或不同的光学取样装置。该技术方案能充分利用光谱仪的色散元件和阵列探测器部分，可同时实现对于不同的目标的测量，大幅降低测量成本。通过输入端光学取样装置的设置，每个输入端所采集的光信号类型和来源也可以有所差别，这些光信号能够通过光纤束的编排设置而一次性输入到光纤束光谱仪内，并由具有不同空间维坐标的像素完成测量。例如，每个输入端分别和一个积分球连接，每个积分球中各设置一个被测光源，则通过本技术方案，一台光纤束光谱仪就能同时测量多个被测光源的光谱，而且各光源光谱能够方便地比对；又例如，所有输入端都和一个大面积漫透射板连接，但连接区域不同，则通过一次取样测量，就能够得到该漫透射板各区域的光谱分布；各输入端还可以与不同的透镜成像装置相连接，每个透镜成像装置对准不同的被测目标，则通过一次取样测量，光纤束光谱仪能够同时得到距离相距较远的多个被测目标的图像光谱信息。 

上述的二维阵列探测器可以是电荷耦合器件(CCD)或光电二极管阵列(PDA)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器作为其光电传感器件。 

本实用新型的光纤束光谱仪中，光纤束还可以是具有一个输入端和两个或两个以上输出端的分叉光纤束，光信号从光纤的输入端进入，按一定的光纤编排规律传输到各个输出端，每个输出端都与一个光谱仪暗箱相连接，每个输出端和相应的暗箱构成一个子光纤束光谱仪，子光纤束光谱仪均配有一套色散元件和阵列探测器，并且每个光纤束输出端均固定设置于一 个暗箱中的色散元件入射光路上，每个输出端都编排成光狭缝，将输出光耦合到色散元件上，经分光后被阵列探测器接收和测量。本技术方案中通过分叉光纤束和多个子光纤束光谱仪的并接，同时测量进入光纤束输入端的入射光的光信号。 

作为一种技术方案，各个子光纤束光谱仪中的色散元件不相同，或者各个子光纤束光谱仪中的阵列探测器不相同，或者各个子光纤束光谱仪中色散元件和阵列探测器的排布位置不相同。本技术方案的目的是使各子光纤束光谱仪的光谱测量波段范围各不相同。例如，分叉光纤束有3个输出端，各相连暗箱的光谱测量范围为：200nm-400nm、380nm-780nm、780nm-1650nm，通过这样的设置，使得光纤束光谱仪能同时测量波长范围跨度很大的光谱，并且相互独立测量，能大幅减小不同波段上的杂散光和高次光谱的干扰。 

作为另一种技术方案，上述与各子光纤束光谱仪所测量的空间区域各不相同，通过分叉光纤束将不同区域的光信号输出到不同的子光纤束光谱仪中分别进行测量。所述的分叉光纤束的输入端和各个输出端有序编排，每个输出端中按缝向编排的光纤单元在输入端中被有序编排成按被测目标的采样需求确定的指定图形；并且所述在每个子光纤束光谱仪内的阵列探测器均为二维阵列探测器，每个光狭缝的缝向都与对应色散元件的分光方向相垂直，所述的每个阵列探测器的两维方向均分别与缝向和分光方向相对应。本技术方案中，若光纤束输入端前设置光学成像装置，将被测目标成像到输入端上，则与每个光纤束输出端相连的光谱仪都测量被测目标指定区域内各点的光谱功率分布，即光谱图像。所述指定区域由光学取样装置和分叉光纤束的输入端和输出端的光纤单元编排方式决定，例如可采用以下编排方式：被编排成光狭缝的输出端各自对应于输入端上的一列，如图9所示，或者输出端光狭缝各自对应于输入端上的一个矩形区域。通过整合各个暗箱的测量结果，可以得到输入端所采集的被测目标上各点的光谱功率分布，即被测目标在二维空间内各点的光谱功率分布。本技术方案的光纤束光谱仪实现了图像光谱仪的功能，并且是通过一次采样测量实现的，与传统图像光谱仪相比，本技术方案的优点在于测量速度快、不需要机械扫描机构进行逐行扫描；而且上述的取样装置和光谱测量暗箱通过光纤束连接，两者在结构上是可以相分离的，使得对取样装置的配置可以更加灵活，与现有图像光谱仪相比，本技术方案的应用将可以更加广泛。 

上述的在光纤束的输入端前设置的光学取样装置是可以多样化的。 

作为一种技术方案，上述的光学取样装置可以是混光器，所述的混光器是积分球、漫反射板或漫透射板等，混光器将从被测目标对应区域内发出的光信号充分混合并输出到光纤束的输入端，此时光纤束光谱仪测量的是平均光谱信息。 

作为另一种技术方案，所述光学取样装置是具有光学成像镜头的成像装置，所述光纤束的输入端位于成像装置的像面位置上。被测目标通过成像装置成像到光纤束的输入端上，输 入端上的光纤对被测目标测量点一一对应，因此光纤束光谱仪能够测量被测目标的图像光谱和图像光谱辐亮度。 

本实用新型的光纤束光谱仪中，所述的光纤束的输入端和输出端的光纤单元一一对应，输出端中的每个光纤单元与二维阵列探测器上沿分光方向的一行或一行以上像素相对应，这些像素具有相同或相近的空间维坐标。上述光纤束中的光纤单元可以通过测控软件编码，并用测控软件梳理其在光纤输入端和输出端的一一对应关系。 

本实用新型通过将光纤束的输出端编排成光狭缝来替代传统的机械入射狭缝，大幅减小了光信号能量损失，使光纤束光谱仪的灵敏度大幅提高，同时降低了非线性、暗噪声和杂散光误差，具有较高的测量精度以及较快的测量速度。利用二维阵列探测器和光纤束的输入端和输出端光纤单元的有序编排，以及多套子光纤束光谱仪的并接，本实用新型的光纤束光谱仪能够实现二维图像光谱测量和多目的光谱测量，具有无需机械扫描或切换机构、测量速度快、精度高、配置灵活等优点。 

【附图说明】

附图1是本实用新型实施例1的光纤束光谱仪的结构示意图。 

附图2是实施例1中的光纤束编排方式示意图。 

附图3是本实用新型实施例2的光纤束光谱仪的结构示意图。 

附图4是实施例2中的一种光纤束编排方式示意图。 

附图5是如附图4中的被测目标图像光谱测量示意图。 

附图6是实施例2中的另一种光纤束编排方式示意图。 

附图7是如附图6中的被测目标图像光谱测量示意图。 

附图8是本实用新型实施例3的光纤束光谱仪结构框示意图。 

附图9是本实用新型实施例4的光纤束光谱仪结构框示意图。 

附图10是实施例4中的一种光纤束编排方式示意图。 

附图11是实施例4中的被测目标的图像光谱测量示意图。 

1、光纤束；2、暗箱；3、色散元件；4、阵列探测器；5、光纤束输入端；6、光纤束输出端；7、取样装置；8、光狭缝；9、光纤保护层；10、被测目标；11、光纤单元；12、子光纤束光谱仪。 

【具体实施方式】

实施例1： 

本实用新型实施例1如图1所示，包括光纤束1和光谱仪暗箱2，光纤束1为光纤束光谱仪的光信号输入元件。本实施例中的光学取样装置为混光器72，它将被测目标的光信号充 分混合后输入到光纤束1的输入端5，并传输到暗箱2内。在暗箱中设置有色散元件3和阵列探测器4，所述的色散元件3为平场凹面光栅，所述的阵列探测器4为CCD。如图2所示，光纤束1中包括多个光纤单元11和光纤保护层9，每个光纤单元11对应一根光纤，光纤束1的输入端编排成圆形，光纤束1的输出端6中光纤单元11呈一行排列，被编排成光狭缝8，并固定设置在色散元件3的入射光路上。暗箱2内不再另设置色散元件3的入射狭缝。混光器72采集光信号，并将光信号收集到光纤束1的圆形输入端5中，从光纤束输出端6的光狭缝8出射的光束直接耦合到色散元件3上，被色散元件3分光后的光束入射到阵列探测器4上，被阵列探测器4接收和测量。实施例1所述的光纤束光谱仪测量被测目标的平均光谱功率分布。 

实施例2： 

如图3所示为本实用新型的实施例2，实施例2中的光纤束光谱仪包括成像装置71、光纤束1和光谱仪暗箱2，在暗箱2中设置有色散元件3和阵列探测器4，其中色散元件3为平场凹面光栅，阵列探测器4为二维阵列探测器。实施例2中的光纤束输出端6被编排成光狭缝8，而且光狭缝8的缝向和与色散元件3的分光方向相垂直。在测量中，成像装置71将被测目标10成像到光纤束输入端5上，光纤束输出端6的光狭缝8将被测光信号耦合到色散元件3上，经过色散元件3分光后被二维阵列探测器4接收和测量。二维阵列探测器4中两维像素排布方向分别与光狭缝8的缝向和色散元件3的分光方向相对应，与分光方向一致的称为“光谱维”，光谱维的坐标用波长表示，从最小可测波长λmin到最大可测波长λmax；与缝向一致的称为“空间维”，空间维坐标与光狭缝8上光纤单元11是一一对应的，如图3所示，从光狭缝8中一光纤单元11-1(阴影表示)出射的光信号经过色散后，被二维阵列探测器中对应的一列像素11-1(阴影表示)所接收和测量。 

本实施例中，光纤束1中的一个光纤单元11对应一根光纤，并且光纤单元11是有序排布的，光纤束输出端6的光狭缝8和光纤束输入端5的光纤单元11编排是明确的一一对应的关系，而且通过成像装置71，光纤束输入端5中的各个光纤单元11获取被测目标10上对应测量点成像的光信号。利用光纤束光谱仪的测控软件对光纤束1中的光纤单元11进行编码，并梳理各光纤单元11与被测目标10上对应点的关系和与二维阵列探测器4上的像素关系，最终通过二维阵列探测器4的空间维坐标能够对应表征出被测目标10的空间坐标。光纤束输入端5的光纤单元11编排方式不同，最终测量的被测目标10区域也有所不一样。 

技术方案1：如图4所示，光纤束输入端5也被编排成狭缝形状，光纤束输入端5与光纤束输出端6中的各个光纤单元11的位置对应相同，图4中选取一个典型光纤单元11-1，并 用阴影表示出来。成像装置71将被测目标10成像到光纤束输入端5表面后，其中一行被测目标10-1的光信号进入光纤束输入端5，被测目标如图5所示，光信号通过光纤束1进入测量暗箱2的被测目标行10-1用阴影表示出来，其中双阴影表示区域10-1-1的光信号是由图4中用阴影标注出来的典型光纤单元11-1传输信号的，如图3所示，该光信号通过色散元件3最终入射到阵列探测器4上具有相同对应的空间维坐标的像素上，将各空间维上所表示的光谱信息整合起来，即得到被测目标行10-1的图像光谱。 

技术方案2：如图6所示，光纤束输入端5也被编排成圆形，光纤束输入端5和输出端6的各个光纤单元11的位置一一对应。图6中选取一个典型光纤11-1，并用阴影表示出来。成像装置71将被测目标10成像到光纤束输入端5表面后，被测目标10上对应圆形区域的10-1的光信号进入光纤束输入端5，被测目标如图7所示，光信号进入测量暗箱2的被测目标区域10-1用阴影表示出来，其中双阴影表示区域10-1-1的光信号是由图6中用阴影标注出来的典型光纤单元11-1传输信号的，该光信号通过色散元件3最终入射到阵列探测器4上具有相同对应的空间维坐标的像素上，得到该被测目标点10-1-1的光谱信息。将各空间维上所表示的光谱信息整合起来，即得到圆形被测目标区域10-1的二维图像光谱。 

实施例中，光纤束1中的实际光纤单元11的数量和二维阵列探测器4中的像素都远大于图中所示。 

实施例3： 

如图8所示为本实用新型的实施例3。实施例3中的光纤束光谱仪包括光纤束1、光谱仪暗箱2和多个积分球72-1，72-2，72-3。本实施例中的暗箱2结构与实施例2相同。本实施例中的光纤束1为具有3个输入端5和一个输出端6的分叉光纤束，每个输入端都与一个积分球72连接，，各个积分球72中都点亮一个被测光源10，因此各个输入端分5别采集了各个被测光源10的信号，并通过光纤束输出端6的光狭缝8将各路光信号一起引入到暗箱2内进行光谱测量。在二维阵列探测器4中，不同空间维的像素对应测量来自不同被测光源10的光信号，如图8中所示的三种不同阴影区域分别测量的是三个被测光源10的光谱信息。本实施例通过一次取样能够测量不同光源的光谱信息。 

实施例4： 

如图9所示为本实用新型的实施例4。实施例4由成像装置71、n路分叉光纤束1和n套光谱测量暗箱4组成，每个暗箱2中分别标配有色散元件3和阵列探测器4，其结构和方式与实施例4中的暗箱2相同。所述的n路分叉光纤束1具有一个输入端5和n个输出端6， 每个输出端都与一个暗箱2连接，并且每个输出端6都编排成光狭缝8。如图9所示为光纤束1的输入端5和第i个输出端6-i。光纤束1中每个输出端5光狭缝8都与输入端5上的某一行对应，如图10中所示的第i个输出端的光狭缝8-i与输入端上用阴影标注出的光纤行11-i项对应，其中的一典型光纤单元11-i-j也是相互连通和对应的，本实施例中，每根光纤对应一个光纤单元11。 

被测目标10经过成像装置71成像到光纤束输入端5表面上，被测目标10的像完全进入光纤束1，由于光纤束1已经过上述有序编排，被测目标10的光信号分行传输到各个光纤束1输出端6，并进入对应暗箱进行测量，每个暗箱2中的测量过程都与实施例2中的技术方案1相同，即每个暗箱2都获取被测目标10上对应行中各点的光谱信息。如图11所示，被测目标10用阴影标注的一行10-i是由图10中所示的第i路输出端6-i传输并被与其相连的暗箱测量的，图中用双阴影表示的被测目标上的一点10-i-j就是通过对应的光纤单元11-i-j传输的。将各个暗箱2中二维阵列探测器4所测量结果整合起来，即得到被测目标的二维图像光谱。实施例4实现的二维图像光谱测量的主要特点是：一次取样即得到图像光谱，测量速度极快；不需要机械扫描机构，对准精度高；取样装置7和光谱测量暗箱2通过光纤束1连接，两者在结构上相分离，本光纤束光谱仪取样配置更加灵活，应用范围更广。 

Claims (10)

1.一种光纤束光谱仪，其特征在于：包括光纤束(1)、暗箱(2)、色散元件(3)和阵列探测器(4)，所述光纤束(1)的输入端(5)接收光信息，所述的色散元件(3)和阵列探测器(4)设置于暗箱(2)内，光纤束(1)的输出端(6)固定设置于所述色散元件(3)的入射光路上，所述的光纤束(1)的输出端(6)包含两个或两个以上的光纤单元(11)，并且输出端(6)的光纤单元(11)编排成光狭缝(8)，光纤束(1)的输出端(6)和色散元件(3)之间不另设置入射狭缝，光狭缝(8)直接成为光纤束光谱仪的入射狭缝。

2.如权利要求1所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的光纤束(1)的输入端(5)被编排成圆形或正多边形或按被测目标的采样需求确定的指定图案。

3.如权利要求1所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的阵列探测器(4)为二维阵列探测器，所述光纤束输出端(6)的光狭缝(8)的缝向与色散元件(3)的分光方向相垂直，所述的阵列探测器(4)的两维像素方向分别与缝向和分光方向相对应。

4.如权利要求3所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的光纤束输入端(5)和输出端(6)的光纤单元(11)一一对应，输出端(6)中的每个光纤单元(11)与二维阵列探测器(4)上沿分光方向的一行或一行以上像素相对应。

5.如权利要求1所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的光纤束(1)是具有一个输入端(5)、两个或两个以上输出端(6)的分叉光纤束，每个输出端(6)均将固定设置于一个暗箱(2)的色散元件(3)的入射光路上，并且光纤束(1)的每个输出端(6)都编排成光狭缝(8)，每个输出端(6)和相应的暗箱(2)构成一个子光纤束光谱仪(12)。

6.如权利要求5所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的各个子光纤束光谱仪(12)中的色散元件(3)不相同，或者各个子光纤束光谱仪(12)中的阵列探测器(4)不相同，或者各个子光纤束光谱仪(12)中色散元件(3)和阵列探测器(4)的排布位置不相同。

7.如权利要求5所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的光纤束输入端(5)和各个输出端(6)有序编排，每个输出端(6)中按缝向编排的光纤单元(11)在输入端(5)中被有序编排成按被测目标的采样需求确定的指定图形；并且所述在每个子光纤束光谱仪(12)内的阵列探测器(4)均为二维阵列探测器，每个光狭缝(8)的缝向都与对应色散元件(3)的分光方向相垂直，所述的每个阵列探测器(4)的两维方向均分别与缝向和分光方向相对应。

8.如权利要求3或4所述的光纤束光谱仪，其特征在于：所述的光纤束(1)是具有两个或两个以上输入端(5)和一个输出端(6)的分叉光纤束，输出端(6)中按缝向编排的光纤单元(11)被有序编排在各输入端(5)上。

9.如权利要求1或2或3或4或7所述的光纤束光谱仪，其特征在于：在光纤束输入端(5) 前设置具有光学成像镜头的成像装置(71)，所述的光纤束输入端(5)位于成像装置(71)的像面位置上。

10.如权利要求1或2或3或4或6所述的光纤束光谱仪，其特征在于：在光纤束输入端(5)前设置混光器(72)，所述的混光器(72)是积分球、漫反射板或漫透射板。 

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