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光譜儀的原理與結構

光譜儀又稱分光儀,廣泛為人知的為直讀光譜儀。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強度的裝置。它由一個入射狹縫,一個色散系統,一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域,并在選定的波長上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。


光譜分辨率(FWFM)可達0.02nm

HR4000是海洋光學新一代高分辨率的光譜儀,它采用了Toshiba的3648像元的線陣CCD.光學分辨率可達0.02nm(FWHM]。HR4000光譜 范圍為200-1 100nm.具體的光譜范圍和分辨半取決于所配置的光柵和狹縫。HR4000適用于激光測量、氣體吸收測量以及原子輻射線的測量等領域。


電子快門可以防止飽和

用戶可以在軟件中設置積分時間,類似于照相機的快門速度:所謂職分時間是探測器“收崇入射光子的總時間。由于Toshibo的CCD具有電子快門,用戶可以通過軟件設置最短為3.8ms的積分時間,可以測量如激光脈沖之類的瞬態事件。避免了諸如在激光分析中客易出現的飽和現象。


板載微控制器

HR4000的板載微控制器使得對光譜儀的控制非常方便。通過一個30針的連接器,您可以在軟件中設置所有的光譜儀操作參數,控制光源、產生進程以及從外部對象獲取信息等。您可以訪問10個用于外部設備接口的用戶可編程/O端口,一個模擬輸入和-一個模擬輸出接口,以及一個用于觸發其它設備的脈沖發生器。

GPIO的編程需要SpecraSuite軟件。OmniDriver或其他設備驅動程序。


即插即用USB接口

HR4000通過USB2.0或RS-232串口和PC. PLC或其它嵌入式系統相連。在串口模式下。HR4000需 要額外的5伏供電電源(未包括)。 每臺光譜儀特有的參數被編程存儲在系統的內存芯片中,可以非常方便地被光譜儀操作軟件讀取。


"HR"光學平臺的可選配置

下面是HR2000 +和HR4000高分辨率光譜儀光學平臺的示意圖,展示在對稱交叉Czerny-Turner設計中的光的傳播方式。平臺中的所有組件在出廠前固定。"HR光學平臺不僅可以選擇探測器,而且還有其它多種組件供選擇.包括入射狹縫、探測器附件光纖、光柵等。


一、SMA905連接器

精密的SMA905連接器確保了光譜儀入射狹縫和光纖的連接是完全對準的。如果您要求定制其他類型的連接器,我們可以替換標準的SMA905連接器,但是您需要支付相應的改裝費用。同時海洋光學也提供光纖適配器,比如SMA-ST適配器和SMA-FC適配器。如需了解連接器和適配器的詳細信息,請聯系海洋光學的應用工程師。

二、固定的入射狹縫

"HR系列光譜儀的另一個可選組件是不同寬度的入射狹縫。入射狹縫是一個矩形孔徑, 高1毫米,寬5到200微米,寬度決定了進入光譜儀的光通量。狹縫是永久固定的,必須由海洋光學的技術人員來更換。您也可以不指定狹縫.這樣,由光纖芯徑的大小來作為光譜儀的入射孔徑。

狹縫
尺寸(寬*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、長通吸收濾光片

海洋光學提供長通的吸收或者截止濾光片:每個濾光片都有傳輸帶寬和截止帶寬,將信號光限制在特定波長區域內.消除二級和三級行射的影響。這些濾光片永久地安裝在SMA905連接器內,位于狹縫和消包層模式孔之間。

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

四、準直和聚焦境

標準的鋁膜反射鏡可以替換成海洋光學的專利產品一-囊外吸收SAG+反射鏡,這樣可以增強可見近紅外的反射率.從而增強了光譜儀的靈敏度。SAG+反射鏡通常用于熒光測量中,它也可以吸收幾乎所有的紫外光,減少了熒光測量中的者發源散射效應。與大多數鍍飯反射鏡不同。SAG+不會氧化。具有極其優秀的反射率--在可見光到近紅外區反射率超過95%。


五、光柵和波長范圍選擇選擇范圍寬和配置靈活可供選擇的光柵有14種,對于每種光柵需要考慮其刻線密度(和分辨率有關)。光譜范圍(和波長范圍有關)以及峰值波長(和最大效率范圍有關]。 在出廠前光柵被永久性地固定在光譜儀中,保證了長時間使用的穩定性。海洋光學提供兩種光柵:刻劃光棚和全息光柵,都是標準母光柵的聚合物復制品。全息光柵具有較小的雜散光,刻劃光柵反射率更高,靈敏度更高。

光柵型號

應用范圍

刻線密度

光譜范圍

閃耀波長

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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