摘要：基于物质光谱的光谱分析技术，通过对物质光谱的特征信息提取，实现对物质类别与特性的判别。光谱分析技术为人类了解物质世界提供了新的途径，进一步促进了科学技术的发展与进步。光谱探测器是一种有效的物质光谱获取工具，是光谱分析技术得以实施的重要前端，其基本原理为，利用光的色散和衍射原理来探测光频和光强。传统光谱探测器不能同时检测多个波长的光，同时还存在仪器庞大、系统复杂、受环境限制、价格昂贵等问题，这些问题导致了光谱分析技术仍无法在各领域得到广泛的应用。因此，设计一种小型便携、操作简便、价格低廉的光谱探测仪，是一个具有实际意义的研究课题。因此，本课题旨在设计与搭建一套简易的光谱分析实验系统，为后续的便携式光谱探测仪设计与实现提供基础。在实验系统的设计过程中，考虑到CCD传感器具有输出饱和特性，暗输出特性，不失真，灵敏度高，分辨率高，噪声低，功耗低，成本低廉等特点，同时基于CCD的微型光谱探测器具有集成化、使用灵活方便、性能优越的特点，使得线阵CCD探测器在一些方面优于传统的PMT光谱探测器。在此分析基础上，课题研究了一种基于线阵CCD与STM32F401单片机的一种简易光谱探测实验系统，并通过简单的实验，初步证明了该系统的有效性。

关键词：线阵CCD  光谱分析  微型

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摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2目前的研究现状-2

1.3课题研究的内容与过程-3

1.4论文的框架-3

第二章 线阵CCD的工作原理和采集电路设计-4

2.1 微型光谱探测器的结构-4

2.2 CCD的工作原理-5

2.3 线阵CCD器件TCD1304-7

2.4 线阵CCD采集电路-9

第三章 基于线阵CCD的光谱探测器的数据测量误差分析-10

3.1 机械误差-10

3.2 电路噪音-10

第四章 简易光谱探测系统搭建-12

4.1 搭建思路-12

4.2 实验结果以及测试-14

第五章 课题总结-19

参考文献-21

致谢-22