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2010.5.1 海洋光学光纤光谱仪USB4000和USB2000+的各部分详解

SMA905连接器
精密的SM905连接器确保了光谱仪入射狭缝和光纤的连接完全对准。海洋光学同时也提供光纤适配器。比如SMA-ST适配器和SMA-FC适配器,如需了解连接器和适配器的详细信息,请联系玻色智能科技的应用工程师。

固定的入射狭缝
USB4000用户配置光谱仪的另一个可选组件是不同宽度的入射狭缝。入射狭缝是一个矩形孔径,高1毫米,宽5到200微米。宽度决定了进入光谱仪的光通量,狭缝是永久固定的,必须由海洋光学的技术人员来更换。也可以不指定狭缝,使用不同芯径的光纤作为光谱仪的入射孔径。狭缝安装在SMA905连接器的内侧。

狭缝

长通吸收滤光片
海洋光学提供长通的吸收或者截止滤光片;每个滤光片都有传输带宽和截止带宽,将信号光限制在特定波长区域内,消除二级和三级衍射的影响。这些滤光片永久地安装在SMA905连接器内,位于狭缝和消包层模式孔之间。

准直镜和聚焦镜
标准的铝膜反射镜可以替换成海洋光学的专利产品一一紫外吸收SAG+反射镜,这样可以增强可见近红外的反射率,从而增强了光谱仪的灵敏度。SAG+反射镜通常用于荧光测量中,它也可以吸收几乎所有的紫外光,减少了荧光测量中的激发源散射效应的干扰。与大多数镀银反射镜不同,SAG+不会氧化,具有极其优秀的反射率—-在可见光到近红外区反射率超过95%。

SAG+镜片反射率

选择光栅和波长范围
选择范围宽和配置灵活
海洋光学提供14种不同的光栅供您选择,要确定光栅的型号,您需要考虑刻线密度(决定分辨率),光谱范围(决定波长范围)和闪耀波长(决定光栅效率最高的区域)。
性能和稳定性
与扫描式单色仪相比,不需要转动光栅来工作,海洋光学光谱仪中的光栅在出厂前就永久地固定,保证了性能的长期稳定。每台光谱仪都必须指定光栅。海洋光学提供机械刻划和全息式衍射光栅。这两种光栅的选择存在一个平衡考虑:全息光栅产生的杂散光较小而刻划光栅具有更高的反射率和灵敏度。
光栅的选择:光栅的刻线密度(mm-1)
●决定了它的色散能力,而刻线的角度决定光谱的有效区域。刻线密度越大,光学分辨率越高,同时光谱范围也越小。
●光谱范围是入射光经由光栅色散后的线性分布。光谱范围(带宽)是由刻线密度决定的,不会改变。当您选择了光谱仪的起始波长后,再把光谱范围和起始波长相加,得到波长范围。
●对于刻划光栅来说,闪耀波长就是光栅效率曲线的峰值波长。而对于全息光栅来说,闪耀波长就是效率最好的波长范围。
●最有效波段是指效率大于30%的波长范围,在某些情况下,光栅的光谱范围比有效的色散范围要大。比如说.#1光栅具有650nm的光谱范围,但是效率最好的范围是从200-575nm。在这种情况下,由于光栅效率的降低.大于575nm的波长范围的光强度会很弱。

光栅效率

L4探测器聚光透镜
这种圆柱体透镜同样都是由海洋光学所生产,以确保优秀的品质。透镜被固定在探测器窗片上,将通过狭缝高度方向收集的信号光聚焦到窄小的探测器像元上,大大提高了采集信号光的效率并且减少了杂散光。对于弱光测量应用,聚光透镜可以配合大芯径光纤一起使用,获得很高的灵敏度。

探测器:3648像元的线性阵列CCD
USB4000光纤光谱仪使用Toshiba TCDl304AP线阵CCD探测器。在USB2000+光纤光谱仪中.使用的是Sony ILX511线阵CCD操测器。两者都是线阵硅CCD,可用于200-1100nm波长范围内的测量,并且具有相同的动态范围(1300:1)。

CCD

Toshiba探测器跟Sony探测器也存在一些区别。比如说,Toshiba CCD的像元只有8um宽而Sony的是14um.因此Toshiba探测器像元的灵敏度只有Sony探测器的60%左右(8um/14um)。但是,对于相同的像元面积,Toshiba
3648像元CCD和Sony2048像元CCD的灵敏度是一样的.探测器内置了电子快门,可以有效地防止过量的光照.避免探测器的饱和。

CCD灵敏度比较

探测器带有OFLV滤光片
OFLV消除高阶衍射滤光片被安装在探测器窗口前,可以消除二级和三级衍射的影呐。它应用了海洋光学的专利覆膜技术。事实上.海洋光学是唯一能够提供“干净的”一级衍射光谱的微型光谱仪生产商。

升级为UV4紫外窗片
可以选择升级UV4紫外窗片来取代标准的BK7探测器窗口,这种石英材料的紫外窗片可以增强光谱仪在200-340nm紫外波段的响应能力。

 

 

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