有多种批量生产的光纤光谱仪可供选择。光谱仪可以被视为商品或关键组件，具体取决于应用。在我们的系统中，光谱仪是一个关键组件——我们非常关心它的性能和稳定性。在大规模生产的光谱仪中，需要进行工程权衡以瞄准z大的细分市场，即商品光谱仪。通常，目标是z小化占地面积和降低制造成本，包括简化组装和校准。
光谱仪校准通常被理解为“波长校准”。这确实是绝对必要的，每个光谱仪都必须具备它。但还有很多工作要做：暗信号校正、非线性校正、固定模式噪声 (FPN) 校正和各种数据处理选项，例如 Boxcar 平均。
这对于有源 cmos 探测器阵列（如 Hamamatsu S11639）尤其重要，其中每个像素都充当独立探测器。批量生产的光谱仪通常只进行z低限度的校正——足以满足基本用途。
每个像素的信号转换路径。有源 CMOS 探测器由独立的固定硅探测器（像素）组成，每个探测器都有自己的电容器（电荷到电压转换）和源极跟随器。钉扎硅探测器本身具有高度线性并具有相同的暗噪声。然而，独立电容器和源的存在引入了暗噪声、非线性的差异并导致固定模式噪声。理想情况下，所有这些都可以逐个像素地进行校正。
信号校正图。从探测器获取的信号需要暗信号校正、非线性校正以及可选的固定模式噪声校正。
暗信号校正。暗信号取决于积分时间和温度。 ccd 探测器通常具有“暗”像素，用作暗信号的参考。只需从活动像素的测量信号中减去暗像素的信号即可。这在 CCD 探测器中效果很好，因为所有像素中的暗电流基本上都是相同的。 CMOS 探测器也存在类似的选项（例如 Hamamatsu S11639-11）。然而，在 CMOS 探测器中，这种策略的效果要差得多，因为每个像素具有不同的暗信号，并且温度/积分时间依赖性也不同。备用选项是在信号测量之前进行“暗”频谱测量。对于快速和精确的光谱测量来说，这两种方法都是不可接受的。
ARIEL 光谱仪具有针对不同温度和积分时间校准的暗电流。回归系数存储在光谱仪中，并根据检测器温度和所使用的积分时间进行加载。这样可以快速准确地校正固件中的暗信号。
暗信号对积分时间的依赖性是非线性的。在积分时间 < 10ms 时，暗信号变化非常小，在积分时间 > 100ms 时，它实际上是线性的。还发生这样的情况：在较短的积分时间下，暗信号几乎不随温度变化，而在较长的积分时间下，暗信号呈指数增加。这两种情况都单独校准，以减少校准数据量。根据测量条件在固件中自动完成校正。
非线性校正。在 CMOS 探测器中，非线性在小信号（< 范围的 50%）时非常低，而在范围顶 部附近则非常高。 S11639 探测器的典型非线性在低信号时小于 0.5%，在接近饱和极限时高达20%。此外，每个像素的非线性都略有不同。在一些批量生产的光谱仪中，高信号放大用于补偿像散光损失——这进一步增加了非线 性。
ARIEL 光谱仪的残余非线性度 < 0.4%（99.6%线性度），具有全局非线性校正。每像素非线性校正可提供约 99.8% 的线性度。
固定模式噪声 (FPN)。 CMOS 探测器中的 FPN始终存在，因为每个像素都是一个独立的探测器，拥有自己的电子器件（电荷转电压和源极跟随器）。在 Hamamatsu S11639 检测器中，大多数像素的 FPN 通常约为 2%，某些像素高达 10%（检测器规格一如既往地相当宽松，允许高达 +-10% 的不均匀性）。由于基线校准，该 FPN 噪声在实际反射率或透射率测量中得到部分校正。但频谱可能并不完全平滑。大多数情况下是可以接受的。然而，在某些情况下，需要更高质量的频谱。 ARIEL 光谱仪具有可选的 FPN 校准来改善光谱。
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