光纤光谱仪
在上世纪九十年代以来,微电子领域中的多象元光学探测器(例如CCD,光电二极管阵列)制造技术迅猛发展,使生产低成本扫描仪和CCD相机成为可能。德国MUT公司的光谱仪使用了同样的CCD(CCD光谱仪)和光电二极管阵列探测器,可以对整个光谱进行快速扫描,不需要转动光栅。光纤光谱仪通常采用光纤作为信号耦合器件,将被测光耦合到光谱仪中进行光谱分析。由于光纤的方便性,用户可以非常灵活的搭建光谱采集系统。光纤光谱仪的优势在于测量系统的模块化和灵活性。德国MUT的微型光纤光谱仪的测量速度非常快,可以用于在线分析。而且由于采用了低成本的通用探测器,降低了光谱仪的成本,从而也降低了整个测量系统的造价光纤光谱仪基本配置包括包括一个光栅,一个狭缝,和一个探测器。这些部件的参数在选购光谱仪时必须详细说明。光谱仪的性能取决于这些部件的组合与校准,校准后光纤光谱仪,原则上这些配件都不能有任何的变动。目前,随着光谱行业的快速发展,光纤光谱仪在国内越来越得到认可,其产品性能和质量方面跟国外产品相比几乎差不多。
光纤光谱仪的组成
光栅
光栅的选择取决于光谱范围以及分辨率的要求。对于光纤光谱仪而言,光谱范围通常在200nm-2200nm之间。由于要求比较高的分辨率就很难得到较宽的光谱范围;同时分辨率要求越高,其光通量就会偏少。对于较低分辨率和较宽光谱范围的要求,300线/mm的光栅是通常的选择。如果要求比较高的光谱分辨率,可以通过选择3600线/mm的光栅,或者选择更多像素分辨率的探测器来实现。
狭缝
较窄的狭缝可以提高分辨率,但光通量较小;另一方面,较宽的狭缝可以增加灵敏度,但会损失掉分辨率。在不同的应用要求中,选择合适的狭缝宽度以便优化整个试验结果。
探测器
探测器在某些方面决定了光纤光谱仪的分辨率和灵敏度,探测器上的光敏感区原则上是有限的,它被划分为许多小像素用于高分辨率或划分为较少但较大的像素用于高敏感度。通常背感光的CCD探测器灵敏度要更好一些,因此可以某个程度在不灵敏度的情况下获得更好的分辨率。
滤光片
由于光谱本身的多级衍射影响,采用滤光片可以降低多级衍射的干扰。和常规光谱仪不同的是,光纤光谱仪是在探测器上镀膜实现,此部分功能在出厂时需要安装就位。同时此镀膜还具有抗反射的功能,提高系统的信噪比。
光谱仪的性能
光谱仪的性能主要是由光谱范围、光学分辨率和灵敏度来决定。对以上其中一项参数的变动通常将影响其它的参数的性能。光谱仪主要的挑战不是在制造时使所有的参数指标达到,而是使光谱仪的技术指标在这个三维空间选择上满足针对不同应用的性能需求。这一策略使光谱仪能够满足客户以的投资获取的回报。这个立方体的大小取决于光谱仪所需要达到的技术指标,其大小与光谱仪的复杂程度以及光谱仪产品的价格相关。光谱仪产品应该完全符合客户所要求的技术参数。
光纤光谱仪的特点
(1)光纤光谱仪是光纤技术的引入,使待测物脱离了样品池的限制,采样方式变得更为灵活,利用光纤探头把远离光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器,以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝,可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力,保证了光谱仪的长期可靠运行,延长使用寿命。
(2)光纤光谱仪以电荷耦合器件(CCD)阵列作为检测器,对光谱的扫描不必移动光栅,可进行瞬态采集,响应速度极快(测量时间为13~15ms),并通过计算机实时输出。
(3)光纤光谱仪采用全息光栅作为分光器件,杂散光低,提高了测量精度。
(4)光纤光谱仪应用计算机技术,极大地提高了光谱仪的智能化处理能力。
以上信息由专业从事光纤拉曼光谱仪厂家的择优乐成科技于2024/7/15 8:22:51发布
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