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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
紫外可见光纤光谱仪
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中的重要力量。
光纤光谱仪在燃料检测中的应用
产品说明
CHEM4-UV-VIS 教学用光谱仪
CHEM4-UV-VIS 教学用光谱仪是我们研发的USB接口光谱仪技术与标准附件的结合。这套系统由下列组件构成:结合了USB4000光谱仪,氘钨卤光源,1cm尺寸的比色皿支架和高速电子特性的操作软件。
CHEMUSB4-UV-VIS分光光度计覆盖了210-880nm光谱范围,光学分辨率为1.0nm(半宽高),能在1秒内获取3648波长光谱。
产品特点
全集成的预装系统,覆盖210-880 nm光谱范围,光 学分辨率为1.0nm(半高宽)。
小型化系统,是实验室和教学的理想选择。
直接连接有氘钨卤光源与样品支架。
最小积分时间为3.8毫秒
通过USB2.0接口可快速将光谱仪与计算机相连。
CHEMUSB4-UV-VIS 光谱仪的重要特征就是其集成了样品支架与氘钨卤光源(200-1100nm)。该样品系统支持标准的1cm光程的比色皿,便于进行吸光率测量操作。USB-ISS-UV-VIS型分光光度计还允许您通过软件控制钨丝灯泡的强度和快门,另外需要外接电源(随附在产品中)。
CHEMUSB4-UV-VIS系统使用我们生产的USB4000光谱仪。USB4000光谱仪随带一台可编程的微控制器,其可以很方便地控制光谱仪及附件。通过一个22针接头,您能在软件中执行所有的操作:控制光源,创建进程,并获取外部设备的信息。微控制器有8个与外部设备交换数据的可编程数字输入输出端口。
Ocean Optics提供一套完整的光纤样品附件和教学工具,用于完善您的CHEMUSB4-UV-VIS系统。大部分附件都有SMA905接头方便各种应用;改变取样系统也很简单,只须卸下接头,增加新的组件及附件即可。
如需更为灵活的系统,可考虑购买CHEM4-UV-FIBER型。CHEM4-UV-FIBER是基于光纤工作原理的系统,让您可以快速、简单地连接将光源与光纤附件(如反射探头或透过式浸入型探头)相连。
CHEMUSB4-UV-VIS通过USB2.0或RS232串行接口可与计算机、掌上电脑或其他内置控制器相连。在使用串行端口时,需要给系统提供5伏特的电源(没随附)。每台光谱仪的专有参数数据被编写在USB4000上的存储器中;我们的光谱仪操作软件读取这些数值便于进行参数调整以及电脑间的热交换。
串行端口操作提示: SpectraSuite光谱仪软件不支持通过串行端口通信的光谱仪操作。
物理特征 | |
光谱仪外形尺寸: | 89.1 mm x 63.3 mm x 34.4 mm |
光谱仪重量: | 190 grams |
光源尺寸: | 89.1 mm x 77.79 mm x 34.4 mm |
光源重量: | 200 g |
探测器技术规格 | |
探测器: | 东芝TCD1304AP线阵CCD |
探测器范围: | 200-1100nm(CHEMUSB4-UV-VIS预先设置的覆盖范围为200-850nm) |
像素: | 3648 像素 |
像素尺寸: | 8 μm x 200 μm |
像素阱深: | 100,000 电子 |
信噪比: | 300:1 (全信号) |
模数分辨率: | 16 位 |
校正线性度: | >99.8% |
灵敏度: | 130光子/计数 at 400nm;60光子/计数 at 600nm |
光谱平台 | |
设计: | f/4光圈,不对称交叉 Czerny-Turner光路 |
焦距: | 输入42mm;输出68mm |
入射狭缝: | 25μm 宽光栅 |
光栅: | #1光栅 |
探测器聚焦镜: | 可选,L4 |
OFLV滤光片选择: | OFLV-200-850 |
紫外增强型窗口: | 有,UV4 |
光纤接头: | SMA905接口,与0.22NA的单股光纤相连 |
光谱特征 | |
波长范围: | 210 to 880 nm |
光谱分辨率: | 1.0 nm FWHM |
信噪比: | 300:1 (全信号) |
模数转换器: | 16 位 |
暗噪声: | 50 计数 |
积分时间: | 3.8 ms to 10 seconds |
动态范围: | 2x 108 (系统),1300:1 |
杂散光: | <0.05% @ 600 nm;0.10% @ 435 nm |
光源/样品支架 | |
消耗功率: | 1.8 A @ 5 VDC;额外电源供应(随附) |
光程: | 1 cm |
试管形状: | 正方形 |
光源: | 氘钨卤光源 |
"Z" 尺寸: | 15 mm |
灯泡寿命: | 氘灯800小时; 钨灯2,000小时 |
达到稳定输出的时间: | 30分钟 |
电子特征 | |
消耗功率: | 250 mA @ 5 VDC |
数据传输速度: | 通过USB 2.0端口,每5毫秒全扫描进内存;通过USB1.1端口,每18毫秒全扫描进内存 |
输入输出: | 8个与外部设备交换数据的可编程数字输入/输出接口 |
模拟通道: | 无 |
自动清零: | 有 |
外接盒兼容性: | 兼容HR4-BREAKOUT |
触发模式: | 5种模式 |
滤波功能: | 有 |
接头: | 22针接头 |
计算机 | |
操作系统: | 带USB端口的Windows 98/Me/2000/XP, Mac OS X 以及 Linux系统 ,带串行端口的任意32位Windows操作系统 |
计算机接口: | USB 2.0 @ 480 Mbps(与USB1.1兼容);RS-232 (2-wire) @ 115.2 K baud |
外围设备接口: | SPI;I2C电路接口 |