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重要力量。
光纤光谱仪在燃料检测中的应用
产品说明
教学用USB650 Red Tide 教学用光谱仪
USB650 Red Tide 教学用光谱仪是一个费用低、体积小的实验室用光谱仪,是低预算教学与研究实验室常规设备的理想选择。红潮光谱仪的波长范围为350~1000nm,配有650有效像素的检测器,可以在全光谱上显示650个数据点,或者在每1nm上显示一个数据点。由于配置了25 μm的入射光狭缝,红潮光谱仪可以提供约2.0nm的光学分辨率。
灵活的平台,方便的界面
红潮光谱仪是一款已经配置齐全,有现货供应的光谱仪产品,配置了各种的光具座配件以供选择,如光栅、入射光狭缝。红潮光谱仪可以与中国海洋光学公司的不同款的光谱仪配件、光源、和取样器共同使用,建立特定的系统以适用于不同的光吸收、光反射和光发射的应用。由于其体积小巧(89.1 mm x 63.3 mm)、方便的USB连接和快达3ms的积分时间,红潮光谱仪不失为实验室基础测量的便捷工具。
与计算机和数据采集器共同工作
红潮光谱仪可通过USB接口与计算机相连接,可以同时启动,并支持即时交换数据。而且,红潮光谱仪还可以和Pasco出品的 Xplorer GLX(图中蓝色部分)相连。Xplorer GLX是一种数据采集器和实验室分析工具,可以代替计算机的功能,可在中国海洋光学公司或Pasco公司购得,更多相关详细信息请登陆 PASCO的网站。
交叉平台光谱仪软件
红潮光谱仪可以通过SpectraSuite 型光谱软件来进行操作,该软件是可以在Macintosh, Linux 和Windows系统下运行的光谱仪软件。SpectraSuite 软件中的化学模块包含了专为教学需要而设计的特色功能,例如用于吸光度实验的贝尔定律计算器。
产品规格
物理特性 | |
尺寸 (in mm): | 89.1 x 63.3 x 34.4 |
重量: | 190 g |
检测器 | |
型号: | 硅线阵CCD |
像素: | 650有效像素 |
像素尺寸: | 14μm x 200μm |
像素阱深: | 62500电子 |
灵敏度: | 400nm:75个光子/计数 |
光具座 | |
设计: | f/4,不对称交叉 Czerny-Turner光路 |
焦距: | 42mm输入;68mm输出 |
入射光阑: | 25 μm 宽狭缝 |
光纤接口: | SMA 905 |
光谱特性 | |
波长范围: | 350~1100nm |
光学解析度: | 约2.0nm半值波长 |
信噪比: | 250:1(全信号) |
模拟/数字解析度: | 12比特 |
暗噪音: | 3.2 RMS counts |
动态范围: | 2 x 108 (系统), 1300:1 单探测 |
积分时间: | 3ms~65s |
杂散光: | 600nm下<0.05%;435 nm下<0.10% |
校正线性: | >99.8% |
计算机 | |
操作系统: | Windows 98/Me/2000/XP,Mac OS X 和Linux w/USB 接口 |
操作软件(必需): | SpectraSuite 光谱仪软件 |