4.1 化学原理

        当红外光照射物体时，若物体中的分子选择性吸收某些波长的光，则会产生吸收光谱，通过对特征光谱进行标定和建模，可实现被测样品的定性或定量分析。 通常情况下，由分子基频振动产生的吸收光谱在中红外波段，对应光谱范围是2.5-25um，对应波数范围是4000-400cm-1；而分子振动的倍频或组合频产生的吸收光谱范围会落在近红外波长，对应波长范围是0.7-2.5um（即700-2500nm），对应波数范围是4000-14825cm-1。 有机化合物中有很多含氢基团（X-H），而含氢基团的一倍频位于近红外区，因此，近红外测试效果最好的分子对象是含氢基团，主要基团如下图：

4.2 光学原理

        本型号近红外光谱模组采用是光栅分光设计，光经过狭缝（Slit）并准直（Collimating）照射到光栅（Diffraction）上，由光栅分光后产生的不同波长的光，并排射到数字镜像阵列（DLP）反射镜，通过编程控制每个微型反射镜，依次把对应波长的光反射到单点InGaAs探测器上，再由ADC转换为数字信号并解析成光谱曲线。具体原理图如下：

        该光路最大的优势是把价格昂贵的传统线阵InGaAs探测器，用价格便宜的单点探测器替代，同时依托台湾中强光电在江苏昆山的投影仪模组精密生产线实现了量产化，把单价10万+的近红外光谱仪，做到单价1万+，进而让许多用不起的应用场景变成了可能。 该光路实现把光源做了内置处理，从而避免了光纤接入和外置光源配备，使得体积变得非常小，很适合于手持设备集成开发。

4.3 测量原理

        反射型近红外光谱仪主要用于接触式测量物体的光谱反射率或吸光度。该反射率是基于标准白板作为参考计算得出，吸光度是由反射率（或透射率）进行数学变换后的表达。

        反射率或吸光度的测量流程如下：

        反射率的计算公式如下：

        其中R表示反射率（Reflectance），Sample是指样品光谱，Reference是指参考光谱。

        对反射率公式作数学变换可得到吸光度公式：

        对于精度要求较高的用户，可以再存储一次暗背景，用于扣除光谱仪的电子噪声基线（主要来自于InGaAs探测器和电路板），称为暗背景。在流程图上增加一个步骤即可：把光谱仪测量口避开物体，悬空朝下对着空气，点击测量，获取暗背景光谱。

        此时反射率的计算公式有所变化，具体如下：

        其中R表示反射率（Reflectance），Sample是指样品光谱，Reference是指参考光谱，Dark是暗背景光谱。

        对反射率公式作数学变换可得到吸光度公式：