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拉曼光譜儀的基本功能是吸收光，將其分解為光譜成分，將信號數字化作為波長的函數，并將其讀出并通過計算機顯示出來。這一過程的一步是通過一條被稱為入口狹縫的窄孔徑直接穿過光纖電纜進入光譜儀。當光線進入分光計時，狹縫的光暈就會改變。在大多數光譜儀中，不同的光束被一個凹面鏡對準，并指向一個光柵。光柵然后以略微不同的角度分散光的光譜成分，然后由第二個凹面鏡聚焦，并在探測器上成像。另外，一個凹面全息光柵可以被用來同時執行這三個功能。這個替代方案有各種各樣的優點和缺點，稍后會詳細討論。
一旦光線進入探測器，光子就會被轉換成電子，并通過USB(或串行口)向計算機讀出。然后，該軟件根據探測器的像素數目和衍射光柵的線性色散來插入信號，從而建立一個標定，使數據被繪制成一個波長在給定光譜范圍內的函數。這些數據可以被用于無數的光譜應用，其中一些將在稍后討論。
拉曼光譜儀結構緊湊，包括入射狹縫、準直物鏡、光柵、成像反射鏡、濾色片和陣列探測器，還包括數據采集系統和數據處理系統。光信號經入射狹縫投射到準直物鏡上，將發散光變成準平行光反射到光柵上，色散后經成像反射鏡將光譜呈在陣列接收器的接收面上，形成光譜譜面。拉曼光譜儀譜面既是單色光的序列排布(有次光譜影響)，讓整個光譜中任一個微小譜帶照射到相對應探測器的像元上，在此將光信號轉換成電子信號后，經模擬數字轉換，A/D放大，由電器系統控制終端顯示輸出。從而完成各種光譜信號測量分析。
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