光纖光譜儀是一種用于測量光源光譜特性的精密儀器。它具有許多顯著的優(yōu)點,如體積小巧、便攜性強、測量速度快、精度較高以及能夠進行實時在線檢測等。
光纖光譜儀通過光纖將光引入儀器內部,大大增加了測量的靈活性和便利性,使其能夠在各種復雜環(huán)境中使用。
光纖光譜儀
紫外可見光纖光譜儀
光纖光譜儀的優(yōu)勢:
模塊化和靈活性:光纖光譜儀通常采用光纖作為信號耦合器件,這使得用戶可以非常靈活地搭建光譜采集系統(tǒng)。這種靈活性允許光譜儀在不同的實驗和工業(yè)環(huán)境中快速部署和調整。
快速掃描能力:采用多象元光學探測器(如CCD和光電二極管陣列)的光纖光譜儀能夠對整個光譜進行快速掃描,這對于需要快速響應的應用場景尤為重要。
低成本:隨著通用探測器的使用,光纖光譜儀的成本大大降低,使得更多的實驗室和企業(yè)能夠負擔得起,從而擴展了其應用領域。
光纖光譜儀主要的結構和部件
入射狹縫:用于限制入射光的寬度,確保光線以較窄的束狀進入光譜儀,提高光譜分辨率。
準直鏡:將通過狹縫的光線變成平行光,以便后續(xù)的分光處理。
衍射光柵:這是核心分光元件,通過衍射作用將不同波長的光分開,形成光譜。
聚焦鏡:將衍射后的不同波長的光聚焦到探測器的不同位置上。
探測器:常見的有電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)探測器,用于將光信號轉換為電信號。
光纖:用于傳輸光信號,將光源的光引入光譜儀內部。
數據采集和處理系統(tǒng):包括電子電路和相關軟件,用于采集探測器輸出的電信號,并進行處理和分析,最終得到光譜數據。
這些部件協(xié)同工作,使得光纖光譜儀能夠實現對光的波長和強度的精確測量和分析。
光纖光譜儀的測量原理基于光的色散和光電轉換。當光線通過光纖進入光譜儀后,首先會經過一個入射狹縫,將光線限制在一個狹窄的路徑上。然后,光線會照射到一個衍射光柵上。衍射光柵會根據光的波長將其分散開來,形成不同波長的光帶。這些分散的光通過聚焦鏡聚焦到探測器上,探測器通常是電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。探測器能夠將不同波長的光信號轉換為電信號。由于不同波長的光在探測器上的位置是固定的,通過測量探測器上各個位置的電信號強度,就可以得到光在不同波長處的強度分布,從而獲得被測量光源的光譜信息??傊?,光纖光譜儀通過對入射光的分光和光電轉換,實現了對光的波長和強度的精確測量。
光纖光譜儀在各領域的應用
在材料科學領域:光纖光譜儀是探索新材料特性的得力工具。它能夠精確分析材料對不同波長光的吸收、反射和透射特性,為材料的研發(fā)和質量控制提供關鍵數據。無論是研究新型半導體材料的能帶結構,還是評估金屬材料的表面涂層質量,光纖光譜儀都發(fā)揮著作用。
在化學分析行業(yè):其統(tǒng)治地位更是顯著。通過對樣品的光譜分析,能夠快速準確地檢測出各種化學物質的成分和濃度。在環(huán)境監(jiān)測中,可以實時監(jiān)測空氣、水和土壤中的污染物,為環(huán)境保護提供及時、可靠的依據。在制藥領域,能夠精確檢測藥物成分,確保藥品的質量和安全性。
在生命科學領域:光纖光譜儀也大放異彩。它可以用于細胞和生物分子的研究,例如測量細胞內的熒光標記物,分析蛋白質和核酸的結構和功能。在醫(yī)學診斷中,能夠進行微創(chuàng)的疾病檢測,如通過光譜分析血液成分來診斷疾病。
在工業(yè)生產中:光纖光譜儀實現了對生產過程的實時在線監(jiān)測。在食品加工行業(yè),檢測食品中的營養(yǎng)成分和有害物質;在半導體制造中,監(jiān)控工藝過程中的薄膜厚度和成分。這種實時監(jiān)測能力有助于提高生產效率,降低次品率,保障產品質量的一致性。
總之,光纖光譜儀以其高靈敏度、快速響應、便攜性和多用途的特點,在材料科學、化學分析、生命科學、工業(yè)生產等眾多行業(yè)的檢測中占據著統(tǒng)治地位。它不僅推動了科學研究的深入發(fā)展,也為工業(yè)生產和質量控制帶來了巨大的便利和效益,成為了現代檢測技術中重要力量。
產品說明
OFS2500 地物光譜儀
OFS2500 地物光譜儀為用戶提供高精度、便于攜帶、適合野外操作的光譜儀。該產品廣泛應用于高光譜地球遙感,農業(yè),林業(yè),海洋、環(huán)境監(jiān)測等領域,是研究人員理想的專業(yè)工具。OFS2500波長范圍覆蓋350~2500nm,具有優(yōu)異的全譜響應和高分辨率。也可根據特殊用戶需要,光譜范圍下限擴展至紫外200nm。
農業(yè)、林業(yè)分析
光學遙感
農作物管理
農作物災情評估
植物葉片分析
植物生長分析研究
植物物種識別
森林病蟲害分析與監(jiān)測
植被監(jiān)測
物種入侵生態(tài)災害確認與評估
環(huán)境監(jiān)測
江、河、湖、海水環(huán)境分析與監(jiān)測
土壤分析
太陽光、照明光源全光譜分析
普通光譜與顏色等測量
參數指標
光譜范圍:350-2500nm
光譜分辨率: 1.3nm@350-1100nm,6.5/9.5nm@1100-2500nm
探測器: 200-1100nm, 2048x64像元薄型背照式面陣CCD探測器;
1100-2500nm,512/256像元TE制冷InGaAs探測器
探測器響應線性度:>99%
光譜掃描時間:<100ms
雜散光:VNIR<0.02%, SWIR 1 & 2 <0.01%
波長重復性:0.1nm
光譜采樣間隔:0.5nm@300-1100 nm,6nm@1100-2500 nm(數值間隔1nm)
防水標準:IPX1