Dark Current

暗電流

暗電流是因為隨機熱波動提供足夠的能量，提升電子穿過帶隙，進而形成電子空穴對。電子空穴對被局部電場分隔開，自由電子儲存在像元阱中。光譜儀沒法從入射光子產生的電子中分辨出熱波動產生的電子，因此在它們在光譜儀的光譜中表現為噪聲。在給定溫度下，電子空穴對的產生率被稱作暗電流。散粒噪聲導致暗電流的波動，從而形成暗噪聲。因為暗電流是由連續產生的電子空穴對形成的，所以更長的積分時間將導致更多數量的形成暗電流所需的電子產生。CCD的熱電冷卻能顯著降低暗電流和暗噪聲，在實踐中，高性能的光譜儀通常將溫度冷卻在暗電流在一次典型積分間隔中是微不足道的程度。用TEC制冷可以大幅度的減低暗電流。

Dark Noise

暗噪聲

暗噪聲是由于CCD的硅結構內熱產生的電子 - 空穴對的數量的統計變化形成的。暗噪聲與光子產生的信號無關，但與設備溫度有很大的關系。在給定的CCD溫度下，電子的產生率被稱作暗電流。暗噪聲是散粒噪聲的一種形式，它與暗電流有直接關系，它的大小等于積分時間內電子產生的數量的平方根。CCD的熱電冷卻可以顯著減小暗電流和暗噪聲。在光譜儀中，在光子能是很低且暗噪聲可以輕易掩蓋有效信號時，熱電冷卻可以將暗電流減小到在整個積分間隔時間內可以不計的程度。

Dark Spectrum

暗光譜

暗光譜是指在沒有光入射（無論是從樣品發出，還是周圍的環境光源發出的光都不存在）的情況下，光譜儀在給定積分時間內一系列的光譜的波長數值。暗光譜被用來校正基線回歸和固定圖形噪聲。暗光譜在其他海洋光學文獻中也被稱作“暗信號”。值得注意的是，暗光譜不同于背景光譜，背景光譜代表了在沒有參考光源時光譜儀的信號。

Diffraction Grating

衍射光柵

在光學中，衍射光柵是一個有周期條紋結構的光學元件，它可以使光發生衍射并在不同的方向上分成不同的光束。這些光束的方向取決于光柵的條紋間距和光的波長（對光譜學來說最重要）。在光譜儀中，光柵充當一個分光元件。總之，衍射光柵是一種由密集﹑等間距平行刻線構成的非常重要的光學器件，分反射和透射兩大類

Diffuse

色散

光進入樣品或光譜儀時可能發生色散或準直。色散光包含了多個方向的光束，而準直光只包含平行入射的光束。

為了得到自由空間的測量，在光譜儀上連接一個海洋光譜色散儀配件。這可以捕捉180°視野范圍的光纖。色散儀同樣可以用來捕捉平面發出的光譜。（光譜儀配件，CC-3-UV-S，漫反射塑料片，使光譜儀可以捕捉180°的散射光，收集到的光符合朗博特性）

Dynamic Range (Single Acquisition/System)

動態范圍

動態范圍是指最大可檢信號（接近飽和時）值除以最小可檢信號 ，這可以認為是被光譜儀分解成的不同強度單元。最小可檢信號定義為平均值等同于基線噪聲的信號，這代表了信噪比為1。我們一般認為最弱信號是指3倍于噪聲信號

單次信號采集的動態范圍是指在最短的積分時間內得到最大可能的動態范圍。整個系統的動態范圍是指在最長的積分時間下最大信號與最小信號的比，乘以最長積分時間與最短積分時間的比

信號采集的動態范圍=飽和狀態下信號強度/最短積分時間下的基線噪聲

系統的動態范圍=（飽和狀態下的信號強度/最長積分時間下的基線噪聲）x（最長積分時間/最短積分時間）

Electric Dark Correction

電子暗噪聲校正（電子暗噪聲扣除）

電子暗噪聲：由于不需要的像元素產生的噪聲

光譜噪聲：包含：電子暗噪聲、由于光的不穩定性造成的噪聲，

為了補償隨時間變化的回歸基線產生的變化，海洋光學光譜儀都有一組有不參加光譜圖的像元（這些像元接收不到光）。將這些暗像元的輸出值作平均，并在電子暗噪聲校正激活狀態下從檢測器中所有像元的輸出值中減去。這會導致檢測器所有像元總數的基線回歸（沒有光入射）讀數下降到零左右，更重要的是，整個試驗中任何可能產生的基線回歸的變化都會被自動補償。強烈推薦用電子暗噪聲校正。

Electronic Noise

電子噪聲

組成電子噪聲的其中一種噪聲是在A/D轉換器的信號通道中產生的。這可能是由于設備中其他電子元件耦合的噪聲，放大器噪聲或A/D轉換錯誤的結果導致的。這些早生轉換完全相同的電荷并不一定得到完全相同的A/D轉換結果。量化誤差也是產生電子噪聲的原因之一。

Fixed Pattern Noise

固定圖形噪聲（FPN ）（固定型譜噪聲）

每一個像元相當于一個單獨的檢測器，在相鄰像元之間的基線回歸和靈敏度可能稍有不同。這里靈敏度的不同被稱作圖片響應的非一致性（PRNU）。這會產生數據的非隨機結構。它的影響可以通過在軟件中減去暗光譜和進行照度定標來補償。

Fluorescence

熒光

熒光是指吸收光和后來的發射光是兩個不同的頻率或波長。這通常出現在一個實驗裝置中，一種低波長帶的入射光在一個方向上被吸收，另一種更高波長帶的光在所有方向被發射出。在樣品吸收紫外光（人眼不可見），發射可見光的時候，這種情況更加明顯。

樣品分子可以是激發電子，由于入射光子的影響而振動，通過加熱周圍樣品而變成更低的振動狀態，然后電子返回基態，發射比吸收的光子更低能量（更高波長）的光子。

熒光可以用于研究一些樣品，因為熒光分子會吸收特定波長的光，發射另一種光。通過已知的入射光波長，根據樣品發出的光譜可以鑒定出樣品的組成。因為熒光發生在分子范疇（通常一種光子入射，一種光子發出），這是唯一一種可以鑒定單分子的光譜技術。另請參閱熒光測量技術。

Fluorophore Coating

熒光涂層

熒光粉涂層是應用在檢測器上用來提高紫外波段的靈敏性。這種涂層能夠發射出被檢測器紫外末端的像元識別的更低頻率的光子。參考紫外涂層。

F-number

F-number是光學組件的直徑和它的焦距之間的比值，這和數值孔徑是有關系的。比如：在很多海洋的光譜儀上，準直鏡是F/4（有時候會寫成?:4或者?-4）。這意味著焦距是準直鏡的直徑的4倍。一個光學組件的F-number越小，它越容易收集到光，但是比F-number大的部件更容易收到像差的影響。在所有光學系統中，有效F-number是光學系統的最大F-number決定的。

Full Width at Half Maximum (FWHM)

半峰寬

在分析圖表中的光譜峰時，半峰寬（FWHM）是一個描述波峰的形狀和總值的有效方式。半峰寬是由波峰強度為峰值最大值一半處的兩邊兩個最大值的波長差計算得到的。它不但能測量波峰高度，也可以測量波峰寬度。同樣的，四分鐘一峰寬（FWQM）也可以用來描述波峰的傳播。

此外半峰寬也可以用來表示光譜儀的分辨率，它與光柵的波長范圍、檢測器的像素數、狹縫寬度都有關系。

半峰寬是值強度為峰值最大值一半處的波長差，同時半峰寬也是光譜儀分辨率的表征，它跟光柵的光譜范圍、檢測器的像素數量以及狹縫的寬度都有關系。詳細可參考光譜分辨率

Integration Time

積分時間

積分時間是檢測器在將累積的電荷通過A/D轉換器加工之前，被允許收集光子的時間長度。最小積分時間是設備支持的最短積分時間，它取決于檢測器讀出所有像素信息的快慢，積分時間與數據傳輸速度是不同的概念。

Absolute (Spectral) Irradiance Calibration

（絕對輻射校準）

絕對輻照度校準是指用一臺已知光譜輸出功率的燈來校準光譜儀每個像元下的響應強度。絕對輻射校準改變了整個光譜的形狀和大小，校正了儀器的單個儀器響應函數（IRF）。通過絕對輻射校準后的光譜的單位是單位面積單位波長的功率輸出，通常單位表達為μW/cm2*nm。請注意，絕對輻照度不是這個量值的技術性的正確術語，這個量值是依賴波長的，它的正確術語應該是絕對光譜輻照度。

Noise

噪聲

噪聲是一個通用術語，描述的是所有在光譜儀中不期望出現的信號。它可能是經常隨著光譜信號出現的信號，也可能是不經常出現的光譜信號。它的來源主要有以下幾種：

• 暗噪聲：熱效應引起的噪聲。由于檢測其中的熱效應而產生的電子引起的噪聲，而不是因為入射光產生的信號，一般隨著溫度的上升而增加，可以用TEC計數降低。
• 光子噪聲：在既定時間內，光子撞擊到檢測器時，由于統計學誤差引起的噪聲，當入射光增強是，光子噪聲增強。
• 電子噪聲：由A/D轉換器和電路板的錯誤而產生電子，被光譜儀誤以為是信號的噪聲。
• 偏差：由于不同光學器件造成的在不同波長上的的聚焦偏差。
• 雜散光：光由于反射、衍射、折射而出現在檢測器上不應該出現的位置產生的噪聲。是系統噪聲的一種。
• 硬件的不完善和瑕疵：像素壞點或者在聚焦鏡上的劃痕都可能造成光譜噪聲。
• 讀出噪聲：由于讀出像元的累積電荷而產生的噪聲，這個噪聲是由于檢測器的讀出過程產生的，首要影響因素是前置放大器。

一般情況下，噪聲可以通過一些光譜學平均算法和控制設備溫度來減弱。

Numerical Aperture (NA)

數值孔徑

光學元件（比如透鏡或光纖）的數值孔徑是一個無單位的量，它描述了光學元件可以發射和接收光的角度范圍。比如：一個有很高數值孔徑的光纖，具有更大的接收入射光的錐形接受角。所有的海洋光學標準玻璃光纖電纜的數值孔徑都為0.22，在空氣端產生12.7°的接受角。在任何復合的光學系統中有效數值孔徑都是由光學系統中最小的數值孔徑決定的。對于透鏡和反射鏡，一個與數值孔徑有關的量，稱作F數，也可以用來描述入射光的錐形接受角。

數值孔徑=接受角的正弦值

海洋光學的光纖的數值孔徑是0.22，跟光譜儀相匹配，發散角（接受角）是25.2度，可以根據這個角度計算，照射時光斑的大小，或者被測物的距離、可觀測尺寸等信息。

Optical Resolution

光學分辨率

光譜儀的光學分辨率是指測量曲線的半峰寬（FWHM），它是由光柵刻線密度和入射光口徑（光纖或狹縫）決定的。光分辨率隨著光柵刻線密度的增大而增大，但是增加光柵刻線密度的同時，光譜范圍會隨之降低。光分辨率同樣隨著狹縫寬度或光纖直徑的減少而增大，但減少狹縫寬度或者光纖芯徑的同時，信號強度會降低。光分辨率通過下面的公式計算出來：

OR = SR/n x PR

OR=光譜儀的光分辨率（單位：nm）

SR=光柵分光范圍（單位：nm）

n=檢測器原件的數量（單位：像素）

PR=光譜儀和狹縫的像素分辨率（單位：像素）

這個比值海洋光學稱之為色散，單位是：納米/像素。這個數值對檢測器和光柵的結合是很重要的。

Order Sorting Filters

消高階衍射濾光片

這類濾光片用于檢測器的窗口上，其作用是消除二級和三級衍射效應。這種設計可以消除較低波長的光撞擊到應該接受較高波長光的檢測器的位置。比如，如果沒有這種濾光片，253.652nm波長的汞燈光源的光將會同時出現在檢測器的253.653nm和507.304nm波長處。

**PAR **光合有效輻射

光合有效輻射是測量被一偏平原吸收、并且作用于光合作用的入射光的總量。因此在農業研究中，它是一個非常有用的參數。

光合作用是一個量子過程：被葉綠素吸收的光子的數量（不是能量）決定光合作用化學反應的速率（被吸收的400nm波長的光子與500nm的光子具有相同的效率，多余的能量被當做熱量散發）

PAR是指在單位時間內射入單位面積的，在400-700nm波長范圍內的光子的總數。因此，我們假設在這個波長范圍內所有光子具有相同的效率，在這個范圍外的光子沒有效率。更重要的似乎PAR不會提供任何有關吸收效率的問題，僅僅是潛在的，有用的光子的數量。它是一個“寬帶數量”而不是光譜。一個PAR度數將會提供經過計算的落在給定地點的光譜圖內的所有有效光子的數量。

PAR的單位是μmol.s ^-1^ .m ^-2^ 。在各個波長的光子數量是通過分隔在各個波長的光的能量計算的。

Photometry

光度測量(包含：絕對輻射、相對輻射)

光度測量是通過人眼來詮釋對光的研究和分析。因此它是輻射測量的范疇。可見光譜不同部分的亮度根據人眼的感知亮度（響應功能）來校準匹配。測量方式分為絕對輻射測量和相對輻射測量。

Photon Noise

光子噪聲

光子噪聲是散粒噪聲的一種類型，它是由于CCD中光子到達率的固有統計變化引起的。光子到達檢測器的時間間隔符合柏松分布，因此光子噪聲等于入射光子數的平方根。當光子信號很小時，光子噪聲相較于光子信號是很大的，導致系統的信噪比降低。由于它們不同的增長速率，然而，當光子信號數量變得很大時光子噪聲相對于光子信號就變得不那么重要了。盡管隨著更多的光撞擊檢測器時，光子噪聲的數量在增多，光子信號會以更大的比率增加，從而導致信噪比增大。要注意很重要的一點，在小信號水平時，暗噪聲是主要的噪聲源，但在大信號水平時，光子噪聲占主導。通常，術語“散粒噪聲”經常被用來代替光子噪聲。