光譜分析是一種測量技術(shù)；它通過測量材料與不同波長光的相互作用情況來檢查材料的屬性。有幾種不同的交互作用可被測量，包括材料對光的吸收、反射和透射。

材料的特性可通過測量有多少光能被吸收以及哪些波長的能量被吸收進(jìn)行分析。吸收的波長取決于材料成分——脂肪、蛋白質(zhì)和不同類型的糖分子——而吸收的強(qiáng)度由材料的內(nèi)部成分的濃度決定。根據(jù)由材料表面層反射光的強(qiáng)度和波長，也可以對材料進(jìn)行定性分析，而反射光的強(qiáng)度和波長由成分和表面本身的屬性決定。

在某些情況下，當(dāng)被外部能量源照亮?xí)r，材料能夠發(fā)射出一個(gè)或多個(gè)獨(dú)特波長的光。這些可以包括熒光分子或物質(zhì)，而這些分子或物質(zhì)存在于多種植物和動(dòng)物體內(nèi)。

很多光譜分析應(yīng)用中的一個(gè)常見特性就是需要快速獲得分析結(jié)果。目前，大多數(shù)光譜分析儀器不是不太適合于現(xiàn)場環(huán)境，就是不適用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，諸如計(jì)算機(jī)和其它精密系統(tǒng)，對便攜性具有一定的限制。

一個(gè)將高性能實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的精度與功能性和便攜性組合在一起的系統(tǒng)將極大地提高近紅外 （NIR） 光譜分析作為強(qiáng)大、實(shí)時(shí)分析工具的效用。例如，我們可以想象一臺(tái)具有實(shí)驗(yàn)室儀器的性能的、由電池供電的手持式光譜分析儀。屆時(shí)，很多目前無法支持的應(yīng)用都能夠被實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)光譜分析方法

大多數(shù)色散紅外（IR）光譜測量在開始時(shí)都采用同樣的測量方式。將被分析的光穿過一個(gè)小狹縫，它與控制儀器分辨率的光柵組合在一起。這個(gè)衍射光柵是一個(gè)專門設(shè)計(jì)用于以已知角度反射不同波長光的元件。這些波長的空間分離使得其它系統(tǒng)能夠以波長為基礎(chǔ)測量光強(qiáng)度。

光譜測量的傳統(tǒng)架構(gòu)的主要差別在于色散光的測量方式。兩個(gè)最常見的傳統(tǒng)方法為1. 與色散光的物理掃面組合在一起的單個(gè)元件（或單點(diǎn)）探測器，以及2. 將色散光成像于一個(gè)探測器陣列上。

在第一種方法中，來自光柵的色散光被聚焦在單個(gè)探測器上。為了分析多個(gè)波長上的功率，光柵（通常情況下如此）或者聚焦元件必須適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，以便將來自每個(gè)波長的光調(diào)節(jié)到探測器上。要執(zhí)行掃描，與探測器相關(guān)的電子元器件必須與光柵的運(yùn)動(dòng)同步，這樣的話，測得的功率就與正確的波長相一致。這就要求機(jī)械旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)非常精確，并因此在體積方面變得十分龐大，而這也限制了這個(gè)方法在實(shí)驗(yàn)室之外的實(shí)用性。此外，為了實(shí)現(xiàn)高波長分辨率，這個(gè)方法需要小區(qū)域探測器。較小的探測器區(qū)域能夠減少總體光采集，并因此降低了靈敏度。

在第二種方法中，衍射光柵和聚焦目標(biāo)的位置是固定的，并且色散光聚焦在一個(gè)探測器的線性陣列上。由于這些波長在空間上被光柵隔離開來，探測器陣列中的每個(gè)探測器采集小波長范圍內(nèi)的光，而作為離散波長函數(shù)的功率的獲得方法與在數(shù)碼相機(jī)上進(jìn)行圖像采集的方法相類似。這就免除了對于機(jī)械系統(tǒng)和精密同步電子元器件的需要。