一、先一句话分清三个词

• 光谱：光 / 电磁波按波长 / 频率排的 “成分图”

• 频谱：任意信号按频率排的 “成分图”（光谱是它的特例）

• 功率谱：信号每个频率上有多少能量 / 功率

二、逐一定义（超直白）

1. 频谱（Frequency Spectrum）

把一个随时间变化的信号拆开：里面有哪些频率？每个频率幅度多大、相位如何？

数学上就是：信号 x (t) → 傅里叶变换 → X (f)X (f) 就是频谱。

特点：

• 有幅度谱

• 有相位谱

2. 功率谱（Power Spectrum / PSD）

不关心相位，只关心：每个频率上，信号的功率 / 能量是多少。

定义：PSD(f)=∣X(f)∣2就是频谱幅度的平方。

意义：

• 哪个频率强、能量大

• 噪声分布、振动特征、信号稳定性都看它

3. 光谱（Optical Spectrum）

就是光信号的频谱。

• 横坐标：波长 λ 或频率 f

• 纵坐标：光强、功率、辐照度

所以：光谱 = 光波段的频谱（也可以是光波段的功率谱）

三、三者关系（最核心）

1. 包含关系

频谱 ＞ 光谱光谱是频谱在光学频段的特例。

2. 数学关系

• 频谱：X(f)

• 功率谱：∣X(f)∣2

功率谱 = 频谱幅度的平方

3. 物理意义

• 频谱：信号由哪些频率组成（带相位）

• 功率谱：这些频率各有多 “强”

• 光谱：光的频率 / 波长成分（强度就是功率）

四、最简单类比（秒懂）

把信号看作一筐水果：

• 频谱 = 每种水果有多少个 + 摆放顺序

• 功率谱 = 每种水果总重量

• 光谱 = 这筐水果是光做的

五、工程上怎么用？

• 看成分、结构、波形 → 用 频谱

• 看噪声、能量、强度分布 → 用 功率谱

• 看光的颜色、波长、谱线 → 用 光谱

六、终极总结（背这句就够）

1. 频谱是所有信号的频率分解

2. 光谱是光的频谱

3. 功率谱是频谱幅度的平方，代表各频率的功率。