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干货:模块化微型光谱仪应用系统全解析

2018-08-02 11:00编辑:qdkasite.com人气:


  微型光谱仪为什么会获得巨大的成功?不仅是因为光谱仪的小型化,而且是由于模块化概念和光纤的使用。

干货:模块化微型光谱仪应用系统全解析

微型光纤光谱仪

  所有的光谱应用系统都可以概括为三个组成部分:光谱仪、光源和采样部件。

  以前,我们搭建一个光谱应用系统时在在设计光路上要花费很多精力、时间和费用,如何将光照射到样品上,如何收集从样品发出的光,再将光有效地耦合到光谱仪中去?每个不同的应用都需要重新设计。

  如果将光源、光谱仪、采样部件都设计成具有标准光纤接口的模块。我们只需要根据应用的需要,譬如工作的波长范围,分辨率,选择适合的光谱仪模块、光源模块和采样部件模块。然后用光纤将光从光源模块引导到采样部件模块,再从采样部件模块的另一端引导到光谱仪(如图所示),光谱仪再将数字信号传输到电脑。不同的应用只不过是更换不同的光源模块、采样模块、光谱仪模块,无需每次都要重新设计应用系统的光路,只需用光纤将这些模块连接起来即可。由此可见光纤的重要作用。这就是为什么通常将微型光谱仪称为微型光纤光谱仪。光纤的“柔韧可弯曲性”,带来的另一个好处是可以将采样探头带到许多难于抵达的或危险的待测点,实现远程测量。

  不仅如此,在作为核心的光谱仪模块上,除了有光的接口以外,还有电的通信接口,除了把光谱数据输出到电脑以外,电脑还可以向光谱仪下达各种操作和控制指令,设置光谱仪的工作条件,使光谱测量智能化。像孩子们可以用乐高积木模块搭建出各种东西一样,光纤将光谱仪模块它和其它光源模块,采样模块连接在一起,开启了智能的光谱应用的“乐高”时代。电子工程师都熟知在“面包板”上,将各种电子器件连接成完成具备某种功能的系统,现在,我们可以用光纤将各种光学模块连接成一个完整的光谱应用系统,这将引领一场技术革命。

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模块化的微型光谱仪应用系统

  一、光谱仪模块的选择

  光谱仪根据对响应波段、分辨率、灵敏度、信噪比等要求的不同,也会有不同的型号可供选择。

  对于主要进行近红外光谱检测的客户来说,可以选择装配有InGaAs探测器的光谱仪,这种类型的探测器,对近红外信号的响应,远高于常规的硅基底探测器。

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配有InGaAs探测器的近红外光谱仪

  需要检测微弱信号的客户,可以选择面阵探测器的光谱仪,这类探测器,配合相应的光路,可以收集更多的光子,从而提高仪器的灵敏度。

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微弱信号检测光谱仪

  高分辨光谱仪,通常有着更大的光学平台和较小的狭缝,能够区分临近的光谱峰位。

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高分辨率光谱仪

  希望获得更高信噪比的用户,装备有深度制冷型探测器的光谱仪会是一个好的选择。

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 高信噪比、制冷光谱仪

  二、光源的选择

  光谱检测四个字中“光”对于整个检测而言,重要性不言而喻。一个模块化光谱应用系统大体分为三个部分:光谱仪,光源和采样附件,只需选择对应的模块,就可以实现吸光度、荧光、拉曼等检测。

  模块化光谱仪的优势在于,减少搭建光谱应用系统的时间和费用,不再需要去考虑对于光路的设计,提高了使用的灵活度(使得测试应用不再局限于实验室,在线工业环境、野外等也都能轻松驾驭),只需要更多其他模块就能实现其他的检测方案。涉及光谱的多种检测方式,如颜色检测、荧光检测、吸光度检测和辐照检测等,都需要在正确光源模块的照射或激发下,通过对样品发散出的光进行收集, 幸运飞艇,并有效耦合到光谱仪中,才能实现一个完整的检测。也就是说,没有稳定光源,整个应用系统的测量是无法完成。光谱仪厂商如何帮助用户挑选到稳定、合适的光源模块满足其检测需求就显得尤为重要。

  不同检测方式,决定了不同光源的挑选。根据不同波长, 幸运飞艇,不同测量意图与输出形式作为参考标准,方便使用者进行选择。

(来源:中国仪器网)

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