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光谱仪的原理与结构

光谱仪又称分光仪,广泛为人知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。


光谱分辨率(FWFM)可达0.02nm

HR4000是海洋光学新一代高分辨率的光谱仪,它采用了Toshiba的3648像元的线阵CCD.光学分辨率可达0.02nm(FWHM]。HR4000光谱 范围为200-1 100nm.具体的光谱范围和分辨半取决于所配置的光栅和狭缝。HR4000适用于激光测量、气体吸收测量以及原子辐射线的测量等领域。


电子快门可以防止饱和

用户可以在软件中设置积分时间,类似于照相机的快门速度:所谓职分时间是探测器“收崇入射光子的总时间。由于Toshibo的CCD具有电子快门,用户可以通过软件设置最短为3.8ms的积分时间,可以测量如激光脉冲之类的瞬态事件。避免了诸如在激光分析中客易出现的饱和现象。


板载微控制器

HR4000的板载微控制器使得对光谱仪的控制非常方便。通过一个30针的连接器,您可以在软件中设置所有的光谱仪操作参数,控制光源、产生进程以及从外部对象获取信息等。您可以访问10个用于外部设备接口的用户可编程/O端口,一个模拟输入和-一个模拟输出接口,以及一个用于触发其它设备的脉冲发生器。

GPIO的编程需要SpecraSuite软件。OmniDriver或其他设备驱动程序。


即插即用USB接口

HR4000通过USB2.0或RS-232串口和PC. PLC或其它嵌入式系统相连。在串口模式下。HR4000需 要额外的5伏供电电源(未包括)。 每台光谱仪特有的参数被编程存储在系统的内存芯片中,可以非常方便地被光谱仪操作软件读取。


"HR"光学平台的可选配置

下面是HR2000 +和HR4000高分辨率光谱仪光学平台的示意图,展示在对称交叉Czerny-Turner设计中的光的传播方式。平台中的所有组件在出厂前固定。"HR光学平台不仅可以选择探测器,而且还有其它多种组件供选择.包括入射狭缝、探测器附件光纤、光栅等。


一、SMA905连接器

精密的SMA905连接器确保了光谱仪入射狭缝和光纤的连接是完全对准的。如果您要求定制其他类型的连接器,我们可以替换标准的SMA905连接器,但是您需要支付相应的改装费用。同时海洋光学也提供光纤适配器,比如SMA-ST适配器和SMA-FC适配器。如需了解连接器和适配器的详细信息,请联系海洋光学的应用工程师。

二、固定的入射狭缝

"HR系列光谱仪的另一个可选组件是不同宽度的入射狭缝。入射狭缝是一个矩形孔径, 高1毫米,宽5到200微米,宽度决定了进入光谱仪的光通量。狭缝是永久固定的,必须由海洋光学的技术人员来更换。您也可以不指定狭缝.这样,由光纤芯径的大小来作为光谱仪的入射孔径。

狭缝
尺寸(宽*高)
HR2000=像元分辨率
HR2000=像元分辨率
SLIT-5
5um*1nm
1.5像元
2.0像元
SLIT-10
10um*1nm
2.0像元
3.7像元
SLIT-25
25um*1nm
2.5像元
4.4像元
SLIT-50
50um*1nm
4..2像元
7.4像元
SLIT-100
100um*1nm
8.0像元
14.0像元
SLIT-200
200um*1nm
15.3像元
26.8像元

三、长通吸收滤光片

海洋光学提供长通的吸收或者截止滤光片:每个滤光片都有传输带宽和截止带宽,将信号光限制在特定波长区域内.消除二级和三级行射的影响。这些滤光片永久地安装在SMA905连接器内,位于狭缝和消包层模式孔之间。

型号
描述
OF1-WG305
长通,投射光>305nm
OF1-WG375
长通,投射光>375nm
OF1-WG475
长通,投射光>475nm
OF1-WG515
长通,投射光>515nm
OF1-WG550
长通,投射光>550nm
OF1-WG590
长通,投射光>590nm

四、准直和聚焦境

标准的铝膜反射镜可以替换成海洋光学的专利产品一-囊外吸收SAG+反射镜,这样可以增强可见近红外的反射率.从而增强了光谱仪的灵敏度。SAG+反射镜通常用于荧光测量中,它也可以吸收几乎所有的紫外光,减少了荧光测量中的者发源散射效应。与大多数镀饭反射镜不同。SAG+不会氧化。具有极其优秀的反射率--在可见光到近红外区反射率超过95%。


五、光栅和波长范围选择选择范围宽和配置灵活可供选择的光栅有14种,对于每种光栅需要考虑其刻线密度(和分辨率有关)。光谱范围(和波长范围有关)以及峰值波长(和最大效率范围有关]。 在出厂前光栅被永久性地固定在光谱仪中,保证了长时间使用的稳定性。海洋光学提供两种光栅:刻划光棚和全息光栅,都是标准母光栅的聚合物复制品。全息光栅具有较小的杂散光,刻划光栅反射率更高,灵敏度更高。

光栅型号

应用范围

刻线密度

光谱范围

闪耀波长

最有效波段(>30%)

HC1

UV-NIR

300

200-1100nm

variable

200-1100nm

H1

UV

600

425-445nm

300nm

200-575nm

H2

UV-NIR

600

415-445nm

400nm

250-800nm

H3

VIS-Color

600

410-440nm

500nm

350-850nm

H4

NIR

600

410-430nm

750nm

530-1100nm

H5

UV-VIS

1200

205-220nm

holographic:UV

200-400nm

H6

NIR

1200

140-195nm

750nm

500-1100nm

H7

UV-VIS

2400

72-102nm

holographic:UV

200-500nm

H9

VIS-NIR

1200

165-205nm

holographic:VIS

400-800nm

H10

UV-VIS

1800

95-140nm

holographic:UV

200-635nm

H11

UV-VIS

1800

75-1358nm

holographic:VIS

320-800nm

H12

UV-VIS

2400

60-100nm

holographic:VIS

250-575nm

H13

UV-VIS-NIR

300

900nm

500nm

300-110nm

H14

NIR

400

410-420nm

1000nm

650-1100nm

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