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2010.5.5 海洋光学光纤光谱仪QE65000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

QE系列光谱仪独有的HC-QE光栅具有750nm的波长范围,下图是效率曲线

hc1光栅

 

探测器:薄型背照式面阵CCD
QE65000光纤光谱仪采用了Hamamatsu S7031-1006 FFT-CCD面阵探测器,具有高达90%的量子效率(量子效率被定义为光子转换为光电子的效率)。内置热电致冷器的CCD具有很低的噪声和暗背景信号,非常适合在微弱光条件下的应用,具有较长的积分时间,同时动态范围也很宽。

薄型背照式CCD

S7031是一个面阵CCD.其垂直方向上的像元可以在整个狭缝的高度方向上采集信号光.显著地提高了光的收集效率。从而提高了信噪比。薄型背照式的CCD天然地具有高UV响应,无须和其它探测器一样升级UV紫外窗片。

薄型背照式CCD量子效率

在采用线阵CCD的光谱仪中,狭缝宽度,而不是它的高度,决定了进入光学平台的光通量,这是因为线阵CCD不能有效地收集通过狭缝高度方向的光。但是对于QE65000,二维的面阵CCD可以很好地利用从狭缝高度方向获得的额外入射光,大大地提高了系统的灵敏度。

探测器带有OFLV滤光片
在波长范围为200—950nm的QE5000光纤光谱仪系统中,OFLV-QE消除高阶衍射淖光片和HC-1光栅同时使用,用来消除二级和三级衍射效应的干扰。安装过程采用了海洋光学的专利覆膜技术。

 

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