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光学仪器的干货知识分享:光纤光谱仪的优势和功能有哪些?

光纤光谱仪的优势是什么大家知道吗?它的优势在于测量系统的模块化和灵活性。我司的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精确组合与校准,校准后光纤光谱仪,原则上这些配件都不能有任何的变动。

接下来,小编就详细说说它们的功能介绍:

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-2500nm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。近红外探测器由于本身灵敏度和热噪声较高,采用制冷的方式可以有效提高系统的信噪比。

滤光片

由于光谱本身的多级衍射,使用过滤器可以减少多级衍射的干扰。与传统的光谱仪不同,光纤光谱仪在探测器上涂层,这部分功能需要在出厂的时候就安装到位。该涂层还具有抗反射功能,以提高系统的信噪比。光谱仪的性能主要由光谱范围、光学分辨率和灵敏度决定。上述参数的变化通常会影响其他参数的性能。

光谱仪的主要挑战不是在制造过程中最大化所有参数指标,而是使光谱仪的技术指标在这个三维空间选择中满足不同应用的性能要求。这一策略使光谱仪能够满足客户的需求,并以最小的投资获得最大的回报。该立方体的大小取决于光谱仪所需的技术指标,其大小与光谱仪的复杂性和光谱仪产品的价格有关。光谱仪产品应完全满足客户要求的技术参数。

光谱范围

光谱范围较小的光谱仪通常能给出详细的光谱信息,相反大范围光谱范围有更宽的视觉范围。因此光谱仪的光谱范围是必须明确指定重要的参数之一。

影响光谱范围的因素主要是光栅和探测器,根据不同的要求来选择相应的光栅和探测器。

灵敏度

说起灵敏度,重要的是要区分开光度学中的灵敏度(光谱仪所能探测到的最小信号强度)还是化学计量学中的灵敏度(光谱仪能够测量到的最小吸收率差)。

a.光度灵敏度

对于如荧光和拉曼等需要高灵敏度光谱仪的应用,我们建议选择采用热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器的SEK热电制冷型光纤光谱仪,而且还要选择探测器聚光透镜、金反射镜、较宽的狭缝(100μm或者更宽),该型号可以采用长积分时间(从7毫秒到15分钟)来提高信号强度,并可以降低噪声和提高动态范围。

b.化学计量灵敏度

为了能探测出两个幅值很接近的吸收率数值,不但要求探测器的灵敏度高,还要求信噪比高。信噪比最高的探测器是光谱仪中的热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器,信噪比是10001。而通过多幅光谱图平均也可以提高信噪比,平均次数的增加,会导致信噪比以平方根的速度提高,比如,100次平均可以10倍提高信噪比,达到100001了。

分辨率

光学分辨率是衡量分光能力的重要参数。如果您需要很高的光学分辨率,我们建议您选择1200线/毫米或者更高线对数的光栅,同时选择窄狭缝和20483648像素的CCD探测器。

那么上述介绍就是有关光纤光谱仪的优势和功能有哪些的介绍,大家学会了吗?


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