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光纤光谱仪是一种用于测量光源光谱特性的精密仪器。它具有许多显著的优点,如体积小巧、便携性强、测量速度快、精度较高以及能够进行实时在线检测等。
光纤光谱仪通过光纤将光引入仪器内部,大大增加了测量的灵活性和便利性,使其能够在各种复杂环境中使用。
光纤光谱仪的优势:
模块化和灵活性:光纤光谱仪通常采用光纤作为信号耦合器件,这使得用户可以非常灵活地搭建光谱采集系统。这种灵活性允许光谱仪在不同的实验和工业环境中快速部署和调整。
快速扫描能力:采用多象元光学探测器(如CCD和光电二极管阵列)的光纤光谱仪能够对整个光谱进行快速扫描,这对于需要快速响应的应用场景尤为重要。
低成本:随着通用探测器的使用,光纤光谱仪的成本大大降低,使得更多的实验室和企业能够负担得起,从而扩展了其应用领域。
光纤光谱仪主要的结构和部件
入射狭缝:用于限制入射光的宽度,确保光线以较窄的束状进入光谱仪,提高光谱分辨率。
准直镜:将通过狭缝的光线变成平行光,以便后续的分光处理。
衍射光栅:这是核心分光元件,通过衍射作用将不同波长的光分开,形成光谱。
聚焦镜:将衍射后的不同波长的光聚焦到探测器的不同位置上。
探测器:常见的有电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器,用于将光信号转换为电信号。
光纤:用于传输光信号,将光源的光引入光谱仪内部。
数据采集和处理系统:包括电子电路和相关软件,用于采集探测器输出的电信号,并进行处理和分析,最终得到光谱数据。
这些部件协同工作,使得光纤光谱仪能够实现对光的波长和强度的精确测量和分析。
光纤光谱仪的测量原理基于光的色散和光电转换。当光线通过光纤进入光谱仪后,首先会经过一个入射狭缝,将光线限制在一个狭窄的路径上。然后,光线会照射到一个衍射光栅上。衍射光栅会根据光的波长将其分散开来,形成不同波长的光带。这些分散的光通过聚焦镜聚焦到探测器上,探测器通常是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。探测器能够将不同波长的光信号转换为电信号。由于不同波长的光在探测器上的位置是固定的,通过测量探测器上各个位置的电信号强度,就可以得到光在不同波长处的强度分布,从而获得被测量光源的光谱信息。总之,光纤光谱仪通过对入射光的分光和光电转换,实现了对光的波长和强度的精确测量。
光纤光谱仪在各领域的应用
在材料科学领域:光纤光谱仪是探索新材料特性的得力工具。它能够精确分析材料对不同波长光的吸收、反射和透射特性,为材料的研发和质量控制提供关键数据。无论是研究新型半导体材料的能带结构,还是评估金属材料的表面涂层质量,光纤光谱仪都发挥着作用。
在化学分析行业:其统治地位更是显著。通过对样品的光谱分析,能够快速准确地检测出各种化学物质的成分和浓度。在环境监测中,可以实时监测空气、水和土壤中的污染物,为环境保护提供及时、可靠的依据。在制药领域,能够精确检测药物成分,确保药品的质量和安全性。
在生命科学领域:光纤光谱仪也大放异彩。它可以用于细胞和生物分子的研究,例如测量细胞内的荧光标记物,分析蛋白质和核酸的结构和功能。在医学诊断中,能够进行微创的疾病检测,如通过光谱分析血液成分来诊断疾病。
在工业生产中:光纤光谱仪实现了对生产过程的实时在线监测。在食品加工行业,检测食品中的营养成分和有害物质;在半导体制造中,监控工艺过程中的薄膜厚度和成分。这种实时监测能力有助于提高生产效率,降低次品率,保障产品质量的一致性。
总之,光纤光谱仪以其高灵敏度、快速响应、便携性和多用途的特点,在材料科学、化学分析、生命科学、工业生产等众多行业的检测中占据着统治地位。它不仅推动了科学研究的深入发展,也为工业生产和质量控制带来了巨大的便利和效益,成为了现代检测技术重要力量。
产品说明
特点
· 量子效率高达90%
· 更高的系统灵敏度
· 优异的紫外光响应能力
· 满足低亮度级别应用的条件
· 板载微控器
· 即插即用USB
· 光学平台
· 安装和使用手册
· 规格
制冷型QE65000-科研级光谱仪
制冷型QE65000-科研级光谱仪将探测器、光学平台和电子学结合在一起,提供*的光谱响应灵敏度和光学分辨率,为科学研究提供了强有力的手段。
在低亮度条件下的应用
QE65000适用于荧光、拉曼光谱、DNA排序、天文学和薄膜反射等弱光条件下的应用。在完整的荧光测量系统中,PX-2脉冲氙灯光源被用来激发CUV-ALL四通采样支架中的样品。海洋光学还提供固态的二级荧光标准件STAN-FL-RED,可以快速方便地检测和校准系统性能和稳定性。
量子效率高达90%
QE65000光谱仪采用了滨松公司生产的FFT-CCD探测器,可以达到90%的量子效率(定义为光子转化成光电子的效率)。不同于其它光谱仪中采用的线阵CCD探测器,面阵CCD探测器在垂直方向上有64个像素,依靠CCD内部电路对信号进行积分,从而提高信噪比(1200:1)和信号处理速度,而线阵CCD只能通过外部数字电路来处理信号。
增强的系统灵敏度
由于面阵CCD充分利用了狭缝高度方向入射的光线,从而*地增强了QE65000的系统灵敏度。在海洋光学的光谱仪中,通过选择不同的狭缝宽度来控制进入光学平台的光强。而目前大部分的光谱仪都采用线性CCD探测器,所以从狭缝高度方向入射的光线不会被系统充分利用, 而QE65000科研级光谱仪采用的是面阵CCD,因此能够采集到更多的光线,它非常适合亮度极低的荧光应用。
物理外观 | |
尺寸 | 182 mm x 110 mm x 47 mm |
重量 | 1180克(不含电源) |
检测器 | |
探测器型号 | 滨松S7031-1006薄型背照式FFT-CCD |
检测范围 | 200-1100 nm |
像素 | 1024 x 58 (全部像素1044 x 64); |
像素尺寸 | 24. 6平方微米 |
信噪比 | 1000:1(全信号) |
暗噪声 | 2.5RMS个电子 |
灵敏度 | 400nm时,22电子/计数值;250nm时,26光子/计数值 |
光学平台 | |
设计 | f/4,交叉对称的Czerny-Turner光路 |
焦距 | 入射和出射焦距均为101.6mm |
入射孔径 | 5, 10, 25, 50, 100或200 μm宽度的狭缝,或光纤(无狭缝) |
可选的光栅 | 14种不同可选光栅,覆盖紫外到近红外波段 |
滤光片选项 | QFLV-QE和OF-1长通消除衍射滤光片 |
光学参数 | |
波长范围 | 取决于光栅 |
光学分辨率 | ~0.14-7.7nm FWHM |
光纤连接 | SMA905型连接器,与0.22孔径单股光纤相连 |
光纤分辨率 | 0.14~7.7nm半大值全波(FWHM) |
信噪比 | 1000:1(全信号时) |
A/D转换分辨率 | 16位 |
暗噪声 | 3 RMS counts |
动态范围 | 7.5 x 109 (系统),25000:1(单次操作) |
积分时间 | 8ms~15min |
光学漂移 | 600nm时小于0.08%;435nm时为0.4% |
修正后线性度 | >99.8% |
电学参数 | |
功率消耗 | 500mA,5V直流(无热电冷却) 3A,5V直流(热电冷却) |
数据传输速度 | 扫描到内存:USB2.0接口为7ms,USB1.1接口为18ms,串口为300ms |
输入/输出 | 10个集成的用户可编程的数字GPIO(通用输入输出接口) |
模拟通道 | 无 |
自动归零 | 无 |
数据输出外接盒兼容性 | 有,HR4-BREAKOUT型 |
触发模式 | 4种 |
发送脉冲功能 | 有 |
传送延时功能 | 无 |
连接器 | 30针连接器 |
开机时间 | 小于5s |
暗电流 | 25℃下4000e/像素/秒;0℃下200e/像素/秒 |
电脑连接 | |
操作系统 | Windows 98/Me/2000/XP操作系统,带USB接口的Mac OS X 或Linux操作系统;带串口的32-bit Windows操作系统 |
电脑连接 | 480 Mbps下USB 2.0 ;115.2 K baud下RS-232 |
外围设备 | SPI (3现);I2C内积分电路 |
温度与热电冷却 | |
温度范围 | -15 ℃~50.0℃;无冷凝现象 |
定点温度 | 软件控制,低定点温度在环境温度40℃以下时低-15℃ |
稳定性 | 设置温度2之内变动不超过+/-0.1℃ |