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

材料的特性可通過(guò)測(cè)量有多少光能被吸收以及哪些波長(zhǎng)的能量被吸收進(jìn)行分析。吸收的波長(zhǎng)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(zhǎng)，也可以對(duì)材料進(jìn)行定性分析，而反射光的強(qiáng)度和波長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiàn)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(chǎng)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(duì)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(wú)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(cè)量在開(kāi)始時(shí)都采用同樣的測(cè)量方式。將被分析的光穿過(guò)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(zhǎng)光的元件。這些波長(zhǎng)的空間分離使得其它系統(tǒng)能夠以波長(zhǎng)為基礎(chǔ)測(cè)量光強(qiáng)度。

光譜測(cè)量的傳統(tǒng)架構(gòu)的主要差別在于色散光的測(cè)量方式。兩個(gè)最常見(jiàn)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(cè)器，以及2. 將色散光成像于一個(gè)探測(cè)器陣列上。

在第一種方法中，來(lái)自光柵的色散光被聚焦在單個(gè)探測(cè)器上。為了分析多個(gè)波長(zhǎng)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(lái)自每個(gè)波長(zhǎng)的光調(diào)節(jié)到探測(cè)器上。要執(zhí)行掃描，與探測(cè)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(cè)得的功率就與正確的波長(zhǎng)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(zhǎng)分辨率，這個(gè)方法需要小區(qū)域探測(cè)器。較小的探測(cè)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(cè)器的線性陣列上。由于這些波長(zhǎng)在空間上被光柵隔離開(kāi)來(lái)，探測(cè)器陣列中的每個(gè)探測(cè)器采集小波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，而作為離散波長(zhǎng)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(duì)于機(jī)械系統(tǒng)和精密同步電子元器件的需要。