臺灣博碩士論文加值系統

光譜儀的製作過程中，分為硬體與軟體，直接出廠的硬體設備無法量測到精準的光譜，必須將製作好的硬體設備經過校正系統後，才可以量測出最接近實際值的光譜參數，本研究的校正系統分為三大部分，依照校正順序依次為波長校正，線性度校正以及強度校正。
第一部份的校正為波長校正，目的為將光譜儀內部接收器量測到的像素值與像素位置轉換為一般光譜波長單位，奈米(nm)，以及校準光譜精度。在此研究中使用汞氬燈(mercury-argon calibration source)進行波長校正，由於汞氬燈為波長精度高的光源，利用汞氬燈的線光譜特性，可精準得知線光譜中心波長位置，並進行波長校正。
在已知光譜波長位置的光譜儀狀態下，進行第二部份的校正，線性度校正，檢測改變光源輸出強度或是接收強度時，光譜儀所呈現的光強度是否為線性狀態，在此校正中，使用氘鹵燈寬光頻光源(Deuterium-halogen light source)，此光源波段在230 nm ~ 2500 nm波段皆有一定光強度，包含本研究中光譜儀校正波段300 nm ~ 1000 nm，由於光源在待校正光譜儀中所有波段皆有一定光強度，因此可進行每一個波長位置的線性度校正，線性度校正包含，積分時間校正以及光衰減片線性度校正。
完成波長校正與線性度校正後，第三部份為強度校正，由於光譜儀內部元件光學效應的影響，光譜儀接收到的光強度不一定精準，所以利用強度校正調整光譜儀所接收到的光譜強度，使光譜儀呈現的光譜更接近實際狀態，強度校正需校正光譜儀每一個波長位置，所以此研究中使用與線性度校正同一種光源，氘鹵燈寬光頻光源(Deuterium-halogen light source)，進行強度校正。
完成每種校正後皆須進行誤差的計算與分析，在此研究中大多進行均方根誤差，誤差百分比以及判定係數的誤差計算與分析，如誤差在可接受範圍內，則完成光譜儀的校正。

Hardware device and software program are two major parts in the process of spectrometer fabrication. Through calibration, spectrometer can perform spectrum measurement more precisely. In this paper, the calibration procedure for spectrometer is introduced and is divided it into three parts, including wavelength calibration, linearity calibration and intensity calibration.
Wavelength calibration is the first step of the calibration procedures, which transforms spectrum information from pixel to wavelength (nm). Mercury-argon calibration source is used for the wavelength calibration in the visible and NIR range.
The linearity calibration is the second step. It contains calibration of integration time and intensity level by neutral-density filter. Deuterium-halogen light source is used in this calibration.
An intensity calibrated spectrometer is used to measure the spectrum of the Deuterium-halogen light source. This spectrum is used as an intensity calibrated spectrum to perform the intensity calibration procedure for an uncalibrated spectrometer.
The error analysis is carry out after the calibration procedure is completed. Root-mean-square error, percentage error and coefficients of determination are applied in this analysis. If the errors of the analysis are within acceptable range after the calibrations the spectrometer calibration is completed.

誌謝
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 研究架構
1.4 本文架構
第二章 文獻探討與基本原理
2.1 波長校正
2.2 線性度校正
2.3 強度校正
2.4 回歸分析(線性回歸及多項式擬合)
2.5 誤差分析
第三章 波長校正
3.1 選定儀器及光源
3.2 收集中心波長數據以及整合像素與波長數據
3.3 校正計算
3.4 誤差分析
第四章 積分時間校正
4.1 選定儀器及光源
4.2 積分時間線性度檢測
4.3 積分時間線性度校正方法與計算
4.4 誤差分析
第五章 光衰減片線性度校正
5.1 選定儀器及光源
5.2 檢測光衰減片衰減程度
5.3 推算線性度校正後強度值
5.4 校正計算(回歸分析與誤差分析)
第六章 強度校正
6.1 選定儀器及光源
6.2 強度校正因子
6.3 校正計算(回歸分析與誤差分析)
第七章 結論
參考資料

[1]徐錦淵，「高亮度 LED 光電熱特性量測與分析」，碩士論文，國立交通大學，新竹 (2010)。
[2]Tseng and Ching-Hui, “Wavelength calibration of a multichannel spectrometer.” Applied spectroscopy, Vol. 47, No. 11, pp. 1808-1813 (1993).
[3]臧竞存，「荧光光谱仪红外波段荧光?度的校正」，分析仪器，第二期，第46-47頁 (2005)。
[4]蕭文龍，多變量分析最佳入門實用書，碁峰出版社 (2009)。
[5] Robert R. Pagano、趙碧華、潘中道、郭俊賢，行為科學統計學，雙葉書廊出版社 (2013)。
[6]Forsythe, G. Elmer, Cleve B. Moler, Michael and A. Malcolm, Computer methods for mathematical computations, Prentice Hall (1977).
[7]許榮欣、林曾進，「以多重線性回歸分析偵測台灣一等一級水準網之殘留系統誤差」，國立台灣大學 (2004)。
[8]魏夢麗、呂秀英，「決定係數 (R square) 在迴歸分析中的解釋及正確使用」，科學農業，第47期，第11-12頁。
[9]廖瑞傑，「基於線上遞迴式獨立成分分析以及眼動雜訊自動去除機制之即時多通道腦波擷取系統晶片設計」，國立交通大學電子工程系所 (2013)。
[10]Naftaly, Mira and R. Dudley, “Linearity calibration of amplitude and power measurements in terahertz systems and detectors.” Optics Letters, Vol. 34, No. 5, pp. 674-676 (2009).
[11]汪薇、王诗航，「光密度值测定在实验医学研究中的应用及意?」， 解剖科学进展，第十二期，第286頁 (2006)。
[12]D.L. Adams and W. Whaling, “Argon branching ratios for spectral-intensity calibration. ” Journal of the Optical Society of America, Vol. 71, No. 8, pp. 1036-1038 (1981).