Devices (CCD) Arrays and Photo Diode (PD) Arrays, enabled the production of low cost scanners, CCD cameras etc. The same CCD and PDA detectors are now used in the Avantes line of spectrometers, enabling fast scanning of the spectrum, wit-hout the need of a moving grating.
Thanks to the need for fiber optics in the communication technology, low absorption silica fibers have been developed. Similar fibers can be used as measurement fibers to transport light from the sample to the optical bench of the spectrome-ter. The easy coupling of fibers allows a modular build-up of a system that consists of light source, sampling accessories and fiber optic spectrometer.
Advantages of fiber optic spectroscopy are the modularity and flexibility of the system. The speed of measurement allows in-line analysis, and the use of low-cost commonly used detectors enable a complete low cost Avantes spectrometer system.
Optical spectroscopy is a technique for measuring light intensity in the UV-, VIS-, NIR- and IR-region. Spectroscopic measurements are being used in many different applications, such as color measurement, concentration determination of chemical components or electromagnetic radiation analysis. For more elaborate application information and setups, please see further the Application chapter at the end of this catalog.
A spectroscopic instrument generally consists of entrance slit, collimator, a dispersive element, such as a grating or prism, focusing optics and detector. In a monochromator system there is normally also an exit slit, and only a narrow portion of the spectrum is projected on a one-element detector. In monochromators the entrance and exit slits are in a fixed position and can be changed in width. Rotating the grating scans the spectrum.
Development of micro-electronics during the 90’s in the field of multi-element optical detectors, such as Charged Coupled
metrical Czerny-Turner design (figure 1).
Light enters the optical bench through a standard
SMA905 connector and is collimated by a spherical mirror. A plane grating diffracts the collimated light; a second spherical mirror focuses the resulting diffracted light. An image of the spectrum is projected onto a 1-dimensional linear detector array.
installed configurations, depending on the intended application. The choice of these components such as the diffraction grating, entrance slit, order sorting filter, and detector coating have a strong influence on system specifications. Sensitivity, resolution, bandwidth and stray light are further discussed in the following paragraphs.
Introduction Fiber Optic Spectroscopy
Spectrometers
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S p e c t r o m e t e r s
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Biomedical Technology Chemistry Colorimetry Food Technology Inline Process Control Radiometry Thinfilm Analysis
How to configure a spectrometer for your application?
For optimal UV sensitivity we recommend the back-thinned UV sensitive CCD detector, as implemented in the AvaSpec-2048x14.
For the different detector types the photometric sensitivity is given in table 4, the spectral sensitivity for each detector is depicted in figure 5.
b. Chemometric Sensitivity
To detect two absorbance values, close to each other with maximum sensitivity you need a high Signal to Noise (S/N) performance. The detector with best S/N performance is the 2048x14 pixel back-thinned CCD detector, next to the 256/1024 CMOS detector in the AvaSpec-256/1024. The S/N performance can also be enhanced by averaging over multiple spectra.
4. Timing and Speed
The data capture process is inherently fast with detector arrays and no moving parts. However there is an optimal detector for each application. For fast response applications, we recommend to use the AvaSpec- USB2 platform spectrometers. When datatransfer time is critical we recommend to select a small amount of pixels to be transferred with the UBS2 interface. Data transfer time can be enhanced by selecting the pixel range of interest to be transmitted to the PC; in general the AvaSpec-128 may be considered as the fastest spectrometer with more than 8000 scans per second.
The above parameters are the most important in choosing the right spectrometer configuration, please contact our application engi-neers to optimize and fine-tune the system to your needs. On the next page you will find a quick reference table 1 for most common applications, for a more elaborate explanation and configurations, please refer to the applications section in the back of this catalog.
In addition we have introduced in this catalog application icons, that will help you to find the right products and accessories for your applications.
In the modular AvaSpec design a number of choices have to be made on several optical components and options, depending on the application you want to use the spectrometer for.
This section should give you some guidance on how to choose the right grating, slit, detector and other options, installed in the AvaSpec.
1. Wavelength Range
In the determination for the optimal configuration of a spectrometer system the wavelength range is the first important parameter that defines the grating choice. If you are looking for a wide wavelength range, we recommend to take an A-type (300 lines/mm) or B-type (600 lines/mm) grating (see Grating selection table in the spectrometer product section). The other important component is the detector choice, Avantes offers 9 different detector types with each different sensitivity curves (see figure 5). For UV applications the new 2048x14 pixel back-thinned CCD detector, the 256/1024 pixel CMOS detectors or DUV- enhanced 2048 or 3648 pixel CCD detectors may be selected. For the NIR range 3 different InGaAs detectors are available.
If you want to combine a wide range with a high resolu-tion, a multiple channel spectrometer may be the best choice.
2. Optical Resolution
If you desire a high optical resolution we recommend to pick a grating that has 1200 or more lines/mm (C,D,E or F types) in combination with a narrow slit and a detector with 2048 or 3648 pixels, for example 10 μm slit for the best resolution on the AvaSpec-2048 (see Resolution table in the spectrometer product section)
3. Sensitivity
Talking about sensitivity, it is very important to distinguish between photometric sensitivity (How much light do I need for a detectable signal?) and chemometric sensitivity (What absorbance difference level can still be detected?) a. Photometric Sensitivity
In order to achieve the most sensitive spectrometer in for example Fluorescence or Raman applications we recommend the 2048 pixel CCD detector, as in the AvaSpec-2048. Further we recommend the use of a DCL-UV/VIS detector collection lens, a relatively wide slit (100μm or wider) or no slit and an A type grating. For an A-type grating (300 lines/mm) the light dispersion is minimal, so it has the highest sensitivity of the grating types. Optionally the Thermo-electric cooling of the CCD detector (see product section AvaSpec-2048-TEC, page 30) may be chosen to minimize noise and increase dynamic
range at long integration times (60 seconds).
Table 1 Quick reference guide for spectrometer configuration
Application AvaSpec- Grating WL range (nm) Coating Slit
FWHM DCL OSF OSC
type Resolution (nm)Biomedical 2048 NB 500-1000 - 50 1.2 - 475 -Chemometry 1024 UA 200-1100 - 50 2.0 - - OSC-UA 128 VA 360-780 - 100 6.4 X/- - -Color 256 VA 360-780 - 50 3.2 - - -
2048 BB 360-780 - 200 4.1 X/- - -Fluorescence 2048 VA 350-1100 - 200 8.0 X - OSC Fruit-sugar 128 IA 800-1100 - 50 5.4 X 600 -Gemology 2048 VA 350-1100 - 25 1.4 X - OSC High 2048 VD 600-700 - 10 0.07 - 550 -resolution 3648 VD 600-700 - 10 0.05 - 550 -High UV- 2048x14
UC
200-450
-
200
2.0
-
-
-Sensitivity Irradiance 2048 UA 200-1100 DUV 50 2.8 X/- - OSC-UA Laserdiode 2048 NC 700-800 - 10 0.1 - 600 -LED 2048 VA 350-1100 - 25 1.4 X/- - OSC LIBS 2048FT UE 200-300 DUV 10 0.09 - - - 2048USB2 UE 200-300 DUV 10 0.09 - - -Raman 2048TEC NC 780-930 - 25 0.2 X 600 -Thin Films 2048 UA 200-1100 DUV - 4.1 X - OSC-UA UV/VIS/NIR 2048 UA 200-1100 DUV 25 1.4 X/- - OSC-UA 2048x14
UA
200-1100 - 25 1.4 - - OSC-UA NIR NIR256-1.7 NIRA 900-1750 - 50 5.0 - 1000 - NIR256-2.2 NIRZ 1200-2200 - 50 10.0 - 1000 -
NIR256-2.5 NIRY
1000-2500
-
50
15.0
-
1000
-info@https://www.doczj.com/doc/c21092487.html, ? https://www.doczj.com/doc/c21092487.html,
Spectrometers
9
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For each spectrometer type, a grating selection table is shown in the Spectrometer Platforms section. Table 2 illustrates how to read the grating selection table. The spectral range to select in Table 2 depends on the starting wavelength of the grating Please select Spectral range band-width from the useable Wavelength range, for example: grating UE (200-315nm)
*the spectral range depends on the starting wavelength of the grating; the higher the wave-length, the smaller the range.
For example grating UE (510-580 nm)
The order code is defined by 2 letters: the first is the Blaze (U= 250/300nm or UV for holo-graphic, B=400nm, V=500nm or VIS for holo-graphic, N=750nm, I=1000nm) and the second the nr of lines/mm (Z=150, A=300, B=600, C=1200, D=1800, E=2400, F=3600 lines/mm)
Spectrometers
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Figure 2 Grating Efficiency Curves 300 Lines/mm Gratings
600 Lines/mm Gratings
1200 Lines/mm Gratings 1800 Lines/mm Gratings
2400 Lines/mm Gratings
3600 Lines/mm Gratings
S
p
e
c
t
r
o
m
e
t
e
r
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Figure 3 Grating Dispersion Curves
300 Lines/mm Gratings600 Lines/mm Gratings
1200 Lines/mm Gratings1800 Lines/mm Gratings
2400 Lines/mm Gratings
3600 Lines/mm Gratings
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Spectrometers
The optical resolution is defined as the minimum difference in wavelength that can be separated by the spectrometer. For separation of two spectral lines it is necessary to image them at least 2 array-pixels apart. Because the grating determines how far different wavelengths are separated (dispersed) at the detector array, it is an important variable for the resolution.The other important parameter is the width of the light beam entering the spectrometer. This is basically the instal-led fixed entrance slit in the spectrometer, or the fiber core diameter when no slit is installed.
The slits can be installed with following dimensions: 10, 25 or 50 x 1000 μm high or 100, 200 or 500 μm x 2000 μm high. Its image on the detector array for a given wavelength will cover a number of pixels. For two spectral lines to be separated, it is now necessary that they be dispersed over at least this image size plus one pixel. When large core fibers are used the resoluti-on can be improved by a slit of smaller size than the fiber core. This effectively reduces the width of the entering light beam. The influence of the chosen grating and the effective width of the light beam (fiber core or entrance slit) are shown in the tables at the product information. In Table 3 the typical reso-lution can be found for the AvaSpec-2048. Please note that for the higher lines/mm gratings the pixel dispersion varies along the wavelength range and gets better towards the lon-ger wavelengths (see also Figure 3). The best resolution can always be found for the longest wavelengths. The resolution in this table is defined as F(ull) W(idth) H(alf) M(aximum), which is defined as the width in nm of the peak at 50% of the maximum intensity (see Figure 4).
Graphs with information about the pixel dispersion can be found in the gratings section as well, so you can optimally determine the right grating and resolution for your specific application.
In combination with a DCL-detector collection lens or thick fibers the actual FWHM value can be 10-20% higher than the value in the table. For best resolution small fibers and no DCL
Figure 4 Full Width Half Maximum
How to select optimal Optical Resolution?
Slit size (μm)
Grating (lines/mm) 10 25 50 100 200 500 300 0.8 1.4 2.4 4.3 8.0 20.0600 0.4 0.7 1.2 2.1 4.1 10.01200 0.1-0.2* 0.2-0.3* 0.4-0.6* 0.7-1.0* 1.4-2.0* 3.3-4.8*1800 0.07-0.12* 0.12-0.21* 0.2-0.36* 0.4-0.7* 0.7-1.4* 1.7-3.3*2400 0.05-0.09* 0.08-0.15* 0.14-0.25* 0.3-0.5* 0.5-0.9* 1.2-2.2*3600
0.04-0.06*
0.07-0.10*
0.11-0.16*
0.2-0.3*
0.4-0.6*
0.9-1.4*
*
depends on the starting wavelength of the grating; the higher the wavelength, the bigger the dispersion and the better the resolution
Table 3 Resolution (FWHM in nm) for the AvaSpec-2048
Installed Slit in SMA Adapter
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The AvaSpec spectrometers can be equipped with several types of detector arrays. Presently we offer silicon-based CCD, back-thinned CCD, CMOS and Photo Diode Arrays for the 200-1100 nm range. A complete overview is given in the next sec-tion “Sensitivity” in table 4. For the NIR range (1000-2500nm) InGaAs arrays are implemented.
CCD Detectors (AvaSpec-2048/3648)
The Charged Coupled Device (CCD) detector stores the charge, dissipated as photons strike the photoactive surface. At the end of a controlled time-interval (integration time), the remaining charge is transferred to a buffer and then this signal is being transferred to the AD converter. CCD detectors are naturally integrating and therefore have an enormous dynamic range, only limited by the dark (thermal) current and the speed of the AD converter. The 3648 pixel CCD has an integrated electronic shutter function, so an integration time of 10μsec can be achieved.
+ Advantages for the CCD detector are many pixels (2048 or 3648), high sensitivity and high speed.- Main disadvantage is the lower S/N ratio.
UV enhancement
For applications below 350 nm with the AvaSpec-2048/3648 a special DUV-detector coating is required. The uncoated CCD-response below 350 nm is very poor; the DUV lumo-gen coating enhances the detector response in the region 150-350nm. The DUV coating has a very fast decay time, typ. in ns range and is therefore useful for fast trigger LIBS applications.
Back-thinned CCD Detectors (AvaSpec-2048x14)
For applications requiring high quantum efficiency in the UV (200-350nm) and NIR (900-1160nm) range, combined with good S/N and a wide dynamic range, the new back-thinned CCD detector may be the right choice. The detector is an area detector of 2048x14 pixels, for which the vertical 14 pixels are binned (electronically added together) to have more sensiti-vity and a better S/N performance. + A dvantage of the back-thinned CCD detector is the good UV and NIR sensitivity, combined with good S/N and dynamic range
- Disadvantage is the relative high cost
Photo Diode Arrays (AvaSpec-128)
A silicon photodiode array consists of a linear array of mul-tiple photo diode elements, for the AvaSpec-128 this is 128 pixels. Each pixel consists of a P/N junction with a positively doped P region and a negatively doped N region. When light enters the photodiode, electrons will become excited and output an electrical signal. Most photodiode arrays have an
Detector Arrays
integrated signal processing circuit with readout/integration amplifier on the same chip.
+ Advantages for the Photodiode detector are high NIR sensitivity and high speed.
- Disadvantages are limited amount of pixels and no UV response.
CMOS linear image sensors (AvaSpec-256/1024)
These so called CMOS linear image sensors have a lower charge to voltage conversion efficiency than CCD array sensors and are therefore less light sensitive, but have a much better signal to noise ratio.
The CMOS detectors have a higher conversion gain than NMOS detectors and also have a clamp circuit added to the internal readout circuit to suppress noise to a low level.
+ Advantages for the CMOS detectors are good S/N ratio and good UV sensitivity.
- Disadvantages are the low readout speed, low sensitivity, and relative high cost (1024 pixels).
InGaAs linear image sensors (AvaSpec-NIR256)
The InGaAs linear image sensors deliver high sensitivity in the NIR wavelength range. The detector consists of a charge ampli-fier array with CMOS transistors, a shift register and timing generator. 3 versions of detectors are available:? 256 pixel non-cooled InGaAs detector for the 900-1750nm useable range ? 256 pixel 2-stage cooled Extended InGaAs detector for the 1000-2200nm range ? 256 pixel 2-stage cooled Extended InGaAs detector for the
1000-2500nm range
Different Detector Arrays
Sensitivity
The sensitivity of a detector pixel at a certain wavelength is defined as the detector electrical output per unit of radia-tion energy (photons) incident to that pixel. With a given A/D converter this can be expressed as the number of counts per mJ of incident radiation.
The relation between light energy entering the optical bench and the amount hitting a single detector pixel depends on the optical bench configuration. The efficiency curve of the grating used, the size of the input fiber or slit, the mirror performance and the use of a Detector Collection Lens are the main parameters. With a given set-up it is possible to do measurements over about 6-7 decades of irradiance levels. Some standard detector specifications can be found in Table 4 detector specifications. Optionally a cylindrical Detector Collection Lens (DCL) can be mounted directly on the detec-tor array. The quartz lens (DCL-UV for AvaSpec-2048/3648) will increase the system sensitivity by a factor of 3-5, depen-ding on the fiber diameter used.
In Table 4 the overall sensitivity is given for the detector types currently used in the UV/VIS AvaSpec spectrometers as output in counts per ms integration time for a 16-bit AD converter. To compare the different detector arrays we have assumed an optical bench with 600 lines/mm grating and no DCL. The entrance of the bench is an 8 μm core diameter fiber, con-nected to a standard AvaLight-HAL halogen light source. This is equivalent to ca. 1 μWatt light energy input.
In table 5 the specification is given for the NIR spectrometers, in figure 5 and figure 6 the spectral response curve for the dif-
ferent detector types are depicted.
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https://www.doczj.com/doc/c21092487.html,
Spectrometers
Table 4 Detector specifications (based on a 16-bit AD converter)
Detector TAOS 128 HAM256 HAM1024 SONY2048 TOSHIBA3648 HAM2048x14
Type Photo diode array CMOS linear array CMOS linear array CCD linear array CCD linear array Back-thinned
CCD Array # Pixels, pitch 128, 63.5 μm 256, 25 μm 1024, 25 μm 2048, 14 μm 3648, 8 μm 2048x14, 14 μm
pixel width x 55.5 x 63.5 25 x 500 25 x 500 14 x 56 8 x 200 14x14 (total
height (μm)height 196 μm)
pixel well depth 250,000 4,000,000 4,000,000 40,000 120,000 250,000
(electrons)
Sensitivity 100 22 22 240 160 200
V/lx.s
Sensitivity 100 440 440 40 60 50
Photons/count
@600nm
Sensitivity 4000 120 120 20,000 14,000 16,000
(AvaLight-HAL, (AvaSpec-128) (AvaSpec-256) (AvaSpec-1024) (AvaSpec-2048) (AvaSpec-3648) (Avaspec 2048x14)
8 μm fiber)
in counts/μW per
ms integration time
Peak wavelength 750 nm 500 nm 500 nm 500 nm 550 nm 650 nm
Signal/Noise 500:1 2000 :1 2000 :1 200 :1 350 :1 500:1
Dark noise 60 28 60 35 35 50
(counts RMS)
Dynamic Range 1000 2500 2500 2000 2000 1300
PRNU**± 4% ± 3% ±3% ± 5% ± 5% ± 3%
Wavelength range 360-1100 200-1000 200-1000 200*-1100 200*-1100 200-1160
(nm)
Frequency 2 MHz 500 kHz 500 kHz 2 MHz 1 MHz 1.5 MHz
* DUV coated
** Photo Response Non-Uniformity = max difference between output of pixels when uniformly illuminated, divided by average signal
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Figure 5 Detector Spectral sensitivity curves Table 5 NIR Detector Specifications
Detector
NIR256-1.7 NIR256-2.2
NIR256-2.5
Type
Linear InGaAs array Linear InGaAs array Linear InGaAs array
with 2 stage TE cooling with 2 stage TE cooling # Pixels, pitch 256, 50 μm 256, 50 μm 256, 50 μm pixel width x 50 x 500
50 x 500 50 x 500height (μm)
Pixel well depth 16,000,000 1,500,000 1,500,000(electrons)Sensitivity 350
250
200
(AvaLight-HAL, 8 μm fiber)
in counts/μW per ms integration time
Peak wavelength 1550 nm 2000 nm 2300 nm
Signal/Noise 4000:1 1200 :1 1200 :1
Dark noise 12 40 40 (counts RMS)Dynamic Range 5000 1600 1600PRNU** ± 5% ± 5% ± 5%Defective pixels 0
12 12(max)
Wavelength range 900-1750 1000-2200 1000-2500 (nm)Frequency
500 kHz
500 kHz
500 kHz
** Photo Response Non-Uniformity = max difference between output of pixels when uniformly illuminated, divided by average signal
Figure 6 NIR Detector Sensitivity Curves
Spectrometers Stray light is radiation of the wrong wavelength that activates
a signal at a detector element. Sources of stray light can be:
? Ambient light
? Scattering light from imperfect optical components or
reflections of non-optical components
? Order overlap
Encasing the spectrometer in a light tight housing eliminates
ambient stray light.
When working at the detection limit of the spectrometer
system, the stray light level from the optical bench, grating
and focusing mirrors will determine the ultimate limit of
detection. Most gratings used are holographic gratings,
known for their low level of stray light. Stray light measure-
ments are being carried out with a laser light, shining into the
optical bench and measuring light intensity at pixels far away
from the laser projected beam. Other methods use a halogen
light source and long pass- or band pass filters.
Typical stray light performance is <0.05 % at 600 nm; <0.10
% at 435 nm; <0.10 % at 250 nm.
Second order effects, which can play an important role for
gratings with low groove frequency and therefore a wide
wavelength range, are usually caused by the grating 2nd
order diffracted beam. The effects of these higher orders can
often be ignored, but sometimes need to be taken care of.
The strategy is to limit the light to the region of the spectra,
where order overlap is not possible. Second order effects
can be filtered out, using a permanently installed long-pass
optical filter in the SMA entrance connector or an order sor-
ting coating on a window in front of the detector. The order
sorting coatings on the window typically have one long pass
filter (590nm) or 2 long pass filters (350 nm and 590 nm),
depending on the type and range of the selected grating.
In Table 6 a wide range of optical filters for installation in the
optical bench can be found. The use of following long-pass
filters is recommended: OSF-475 for grating NB and NC, OSF-
515/550 for grating NB and OSF-600 for grating IB.
In addition to the order sorting coatings we implement partial
DUV coatings on Sony 2048 and Toshiba 3648 detectors to
avoid second order effects from UV response and to enhance
sensitivity and decrease noise in the Visible range.
This partial DUV coating is done automatically for the follo-
wing grating types:
? UA for 200-1100 nm, DUV400, only first 400 pixels
coated
? UB for 200-700 nm, DUV800, only first 800 pixels
coated
Stray Light and Second Order Effects
Table 6 Filters installed in the AvaSpec spectrometer series
OSF-385
Permanently installed 1 mm order sorting filter @ 371 nm
OSF-475 Permanently installed 1 mm order sorting filter @ 466 nm
OSF-515 Permanently installed 1 mm order sorting filter @ 506 nm
OSF-550 Permanently installed 1 mm order sorting filter @ 541 nm
OSF-600 Permanently installed 1 mm order sorting filter @ 591 nm
OSC Order sorting coating with 590nm long pass filter for VA, BB (>350 nm) and VB gratings
in AvaSpec-1024/2048/3648/2048x14
OSC-UA Order sorting coating with 350 and 590nm longpass filter for UA gratings
in AvaSpec-1024/2048/3648/2048x14
OSC-UB Order sorting coating with 350 and 590nm longpass filter for UB or BB (<350 nm) gratings
in AvaSpec-1024/2048/3648/2048x14
Order Sorting Window in holder
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Product name Electronics Optical bench Detector Housing AvaSpec-128 AS-161 with USB AvaBench-45, all
gratings 360-1100 nm TAOS 128
AvaSpec-128-USB2 AS-5216 with USB2
AvaSpec-256 AS-161 with USB AvaBench-45, all
gratings 200-1100 nm HAM 256
AvaSpec-256-USB2 AS-5216 with USB2
AvaSpec-1024 AS-161 with USB AvaBench-75, all
gratings 200-1100 nm HAM 1024
AvaSpec-1024-USB2 AS-5216 with USB2
AvaSpec-2048 AS-161 with USB AvaBench-75, all
gratings 200-1100 nm Sony 2048
AvaSpec-2048-USB2 AS-5216 with USB2
AvaSpec-3648-USB2 AS-5216 with USB2 AvaBench-75, Toshiba 3648
all gratings 200-1100 nm
AvaSpec-2048x14-USB2 AS-5216 with USB2 AvaBench-75, HAM 2048x14
all gratings 200-1160 nm
AvaSpec-NIR256-1.7 AS-5216 with USB2 AvaBench-50, HAM NIR256-1.7
grating 900-1750 nm
AvaSpec-NIR256-2.2 AS-5216 with USB2 AvaBench-50, HAM NIR256-2.2
grating 1000-2200 nm
AvaSpec-NIR256-2.5 AS-5216 with USB2 AvaBench-50, HAM NIR256-2.5
grating 1000-2500 nm
AvaSpec-xxx-2 AS-161 with USB, 2 channels AvaBench-45/75, all TAOS 128
xxx = 102/256/1024/ gratings 200-1100 nm HAM 256/1024
2048 or Sony 2048
AvaSpec Multichannel AS-161 with USB1 or AvaBench-45/75, All detectors
as Desktop AS-5216 with USB2 all gratings 200-1100 nm
or Rackmount
17S p e c t r o m e t e r s
https://www.doczj.com/doc/c21092487.html, ? info@https://www.doczj.com/doc/c21092487.html,
光谱学测量的基础是测量光辐射与波长的对应关系。一般来说，光谱学测量的直接结果是由很多个离散的点构成曲线，每个点的横坐标（X轴）是波长，纵坐标（Y轴）是在这个波长处的强度。因此，一个光谱仪的性能，可以粗略地分为下面几个大类： 1. 波长范围（在X轴上的可以测量的范围）； 2. 波长分辨率（在X轴上可以分辨到什么程度的信号变化）； 3. 噪声等效功率和动态范围（在Y轴上可以测量的范围）； 4. 灵敏度与信噪比（在Y轴上可以分辨到什么程度的信号变化）； 5. 杂散光与稳定性（信号的测量是否可靠？是否可重现）； 6. 采样速度和时序精度（一秒钟可以采集多少个完整的光谱？采集光谱的时刻是否精确？）1. 波长范围 波长范围是光谱仪所能测量的波长区间。最常见的光纤光谱仪的波长范围是400nm-1100nm，也就是可以探测可见光和一部分近红外的光。使用新型探测器可以使这个范围拓展至 200nm-2500nm，即覆盖紫外、可见和近红外波段。光栅的类型以及探测器的类型会影响波长范围。一般来说，宽的波长范围意味着低的波长分辨率，所以用户需要在波长范围和波长分辨率两个参数间做权衡。如果同时需要宽的波长范围和高的波长分辨率，则需要组合使用多个光谱仪通道（多通道光谱仪）。 2. 波长分辨率 顾名思义，波长分辨率描述了光谱仪能够分辨波长的能力，最常用的光谱仪的波长分辨率大约为1nm，即可以区分间隔1nm的两条谱线。Avantes公司可以提供的最高的波长分辨率为 0.025nm。波长分辨率与波长的取样间隔（数据的x坐标的间隔）是两个不同概念。一般来说，高的波长分辨率意味着窄额度波长范围，所以用户需要在波长范围和波长分辨率两个参数间做权衡。如果同时需要宽的波长范围和高的波长分辨率，则需要组合使用多个光谱仪通道（多通道光谱仪）。 3. 噪声等效功率和动态范围 当信号的值与噪声的值相当时，从噪声中分辨信号就会非常困难。一般用与噪声相当的信号的值（光谱辐照度或光谱辐亮度）来表征能一个光谱仪所能够测量的最弱的光强(Y轴的最小值)。噪声等效功率越小，光谱仪就可以测量更弱的信号。狭缝的宽度、光栅的类型、探测器的类型等等参数都会影响噪声等效功率。因为这些参数也会影响波长范围和波长分辨率，用户需要在这些指标间做出取舍。对探测器制冷（Avantes公司的制冷型光谱仪）有助于减小探测器的热噪音，优化探测器检测弱光的能力。 动态范围描述一个光谱仪所能够测量到的最强的信号与最弱的信号的比值。最强的信号为光谱仪在信号不饱和情况下，所能测量的最大信号值，最弱的信号用上述的噪声等效功率衡量。动态范围主要受制于探测器的类型。传统上，动态范围是影响测量方便性的一个很关键的指标，但目前大部分光纤光谱仪都可以通过调整积分时间的方式等效地扩大动态范围，因此，动态范围一般不会对用户的测量带来困扰。 4. 灵敏度与信噪比 灵敏度描述了光谱仪把光信号变成电子学信号的能力，高的灵敏度有助于减小电路本身的噪声对结果影响。狭缝的宽度、光栅的类型、探测器的类型以及电路的参数都会影响灵敏度。衍射效率高的光栅和量子效率高的探测器都有利于提高光谱仪的灵敏度。人为地调高前置放大电路的放大倍数也会提高名义上的灵敏度，但并不一定有助于实际的测量。宽的狭缝会改善灵敏度，但也会降低分辨率，因此，需要用户综合考虑和权衡。
高中数学回归课本校本教材24 （一）基础知识 参数极坐标 1.极坐标定义：M 是平面上一点，ρ表示OM 的长度，θ是MOx ∠，则有序实数实数对(,)ρθ,ρ叫极径，θ叫极角；一般地，[0,2)θπ∈，0ρ≥。 2.常见的曲线的极坐标方程 （1）直线过点M 00(,)ρθ,倾斜角为α常见的等量关系： 正弦定理 sin sin OP OM OMP OPM =∠∠，0OMP παθ∠=-+OPM αθ∠=-； （2）圆心P 00(,)ρθ半径为R 的极坐标方程的等量关系：勾股定理或余弦定理； （3）圆锥曲线极坐标：1cos ep e ρθ = -，当1e >时，方程表示双曲线；当1e =时，方程表示抛物线；当01 e <<时，方程表示椭圆.提醒：极点是焦点，一般不是直角坐标下的坐标原点。极坐标方程3 24cos ρθ =-表示的曲线 是 双曲线 3.参数方程：（1）圆222()()x a x b r -+-=的参数方程：cos ,sin x a r x b r θθ-=-= （2）椭圆22 221x y a b +=的参数方程：cos ,sin x a x b θθ== （3）直线过点M 00(,)x y ,倾斜角为α的参数方程：00tan y y x x α-=-即00 cos sin x x y y t θθ --==， 即00cos sin x x t y y t α α =+?? =+?注：0cos x x t θ-= ，0 sin y y t θ-=据锐角三角函数定义，T 几何意义是有向线段MP u u u r 的数量00000()00. t l M M x y M M M M M M t M M t >? =?=抛物线的参数方程为：为参数．由于，因此参数的几何意义是抛物线上的点与抛物线的顶点连线的斜率的倒数．
无线网络优化 GSM无线网络优化是通过对现已运行的网络进行话务数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段,找出影响网络质量的原因,并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段(采用MRP的规划办法等),确保系统高质量的运行,使现有网络资源获得最佳效益,以最经济的投入获得最大的收益。 简介 近几年,随着移动用户的迅猛增长,用户对网络通信质量的要求越来越高,移动运营商也都大规模开展了以提高用户感知度为目标的网络优化工作,并提出了对各项主要指标的考核标准。2003年,伴随着CDMA网络的扩容建设,联通关于GSM的建设思想已经由大规模的网络建设转为以网络的优化、挖潜作为主要目标,满足全网用户的快速增长。对于带宽本来就极其有限的GSM网络,这其实是对网络优化提出了更严格的要求。 流程 GSM无线网络优化是一个闭环的处理流程,循环往复,不断提高。随着近两年优化工作的不断深入,各分公司的优化工作实际上已进入一个较深层次的分析优化阶段。即在保证充分利用现有网络资源的基础上,采取种种措施,解决网络存在的局部缺陷,最终达到无线覆盖全面无缝隙、接通率高、通话持续、话音清晰且不失真,保证网络容量满足用户高速发展的要求,让用户感到真正满意。 GSM无线网络优化的常规方法 网络优化的方法很多,在网络优化的初期,常通过对OMC-R数据的分析和路测的结果,制定网络调整的方案。在采用图1的流程经过几个循环后,网络质量有了大幅度的提高。但仅采用上述方法较难发现和解决问题,这时通常会结合用户投诉和
CQT测试办法来发现问题,结合信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法,分析查找问题的根源。在实际优化中,尤其以分析OMC-R话务统计报告,并辅以七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析,作为网络优化最常用的手段。网络优化最重要的一步是如何发现问题,下面就是几种常用的方法: 1.话务统计分析法 OMC话务统计是了解网络性能指标的一个重要途径,它反映了无线网络的实际运行状态。它是我们大多数网络优化基础数据的主要根据。通过对采集到的参数分类处理,形成便于分析网络质量的报告。通过话务统计报告中的各项指标(呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务量、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉话率及阻塞率等),可以了解到无线基站的话务分布及变化情况,从而发现异常,并结合其它手段,可分析出网络逻辑或物理参数设置的不合理、网络结构的不合理、话务量不均、频率干扰及硬件故障等问题。同时还可以针对不同地区,制定统一的参数模板,以便更快地发现问题,并且通过调整特定小区或整个网络的参数等措施,使系统各小区的各项指标得到提高,从而提高全网的系统指标。 2.DT (驱车测试) 在汽车以一定速度行驶的过程中,借助测试仪表、测试手机,对车内信号强度 是否满足正常通话要求,是否存在拥塞、干扰、掉话等现象进行测试。通常在DT中根据需要设定每次呼叫的时长,分为长呼(时长不限,直到掉话为止)和短呼(一般取60秒左右,根据平均用户呼叫时长定)两种(可视情况调节时长),为保证测试的真实性,一般车速不应超过40公里/小时。路测分析法主要是分析空中接口的数据及测量覆盖,通过DT测试,可以了解:基站分布、覆盖情况,是否存在盲区;切换关系、切换次数、切换电平是否正常;下行链路是否有同频、邻频干扰;是否有小岛效应;扇区是否错位;天线下倾角、方位角及天线高度是否合理;分析呼叫接通情况,找出呼叫不通及掉话的原因,为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。 3.CQT
第7讲 极坐标与参数方程(教师版 ) 【基础知识】 一．平面直角坐标系中的伸缩变换：设点(,)P x y 在变换?：//,(0) ,(0) x x y y λλμμ?=>??=>??的作用下对应到点 ///(,)P x y ，则称?为平面直角坐标系中的坐标伸缩变换，简称伸缩变换。 二.极坐标知识点 1.极坐标系的概念：在平面内取一个定点O ，从O 引一条射线Ox ，选定一个单位长度以及计算角度的正 方向(通常取逆时针方向为正方向)，这样就建立了一个极坐标系，O 点叫做极点，射线Ox 叫做极轴. ①极点；②极轴；③长度单位；④角度单位和它的正方向，构成了极坐 标系的四要素，缺一不可. 2.极坐标与直角坐标的互化： 三.参数方程知识点 1.参数方程的概念：在平面直角坐标系中，若曲线C 上的点满足，该方程叫曲 线C 的参数方程，变量t 是参变数，简称参数。相对于参数方程而言，直接给出点的坐标间关系的方程叫做普通方程。 2．曲线的参数方程 （1）圆的参数方程可表示为. （2）椭圆的参数方程可表示为. （3）抛物线的参数方程可表示为. （4）经过点，倾斜角为的直线的参数方程可表示为（为参数）. 注意：t 的几何意义 3．在建立曲线的参数方程时，要注明参数及参数的取值范围。在参数方程与普通方程的互化中，必须使的取值范围保持一致. 规律方法指导： 1.把参数方程化为普通方程，需要根据其结构特征，选取适当的消参方法. 常见的消参方法有： (,)P x y () () x f t y f t =?? =?2 2 2 )()(r b y a x =-+-)(.sin , cos 为参数θθθ? ??+=+=r b y r a x 122 22=+b y a x )0(>>b a )(. sin ,cos 为参数??????==b y a x px y 22 =)(.2, 22为参数t pt y pt x ? ? ?==),(o o O y x M αl ? ? ?+=+=.sin , cos o o ααt y y t x x t y x , ) 0(n t , sin , cos , 222≠===+=x x y a y x y x θθρθρρ
红外光谱分析仪基础知识 前言 (2) 第一章红外光谱法及相关仪器 (4) 一. 红外光谱概述 (4) 1. 红外光区的划分 (4) 2. 红外光谱法的特点 (5) 3. 产生红外吸收的条件 (5) 二. 红外光谱仪 (6) 1. 红外光谱仪的主要部件 (6) 2. 红外光谱仪的分类 (9) 3. 红外光谱仪各项指标的含义 (12) 三．红外光谱仪的应用 (15) 四．红外试样制备 (16) 四．红外光谱仪的新进展 (17)
前言 分析仪器常使用的分析方法是光谱分析法，光谱分析法可分为吸收光谱分析法和发射光谱分析法，而吸收光谱分析法又是目前应用最广泛的一种光谱分析方法：它包括有核磁共振，X射线吸收光谱，紫外-可见吸收光谱，红外光谱，微波谱，原子吸收光谱等。但最常用的则是原子吸收光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱，这些方法的最基本原理是物质（这里说物质都是指物质中的分子或原子，下同）对电磁辐射的吸收。还有拉曼光谱和荧光光谱，也是比较常用的手段，它们的原理是基于物质发射或散射电磁辐射。其实物质与电磁辐射的作用还有偏振、干涉、衍射等，由此发展而成的是另外一系列的仪器，如椭偏仪、测糖仪、偏光显微镜、X射线衍射仪等等，这些仪器都不是基于光谱分析法，不是我们介绍的重点。 吸收光谱可分为原子吸收光谱和分子吸收光谱。当电磁辐射与物质相互作用时，就会发生反射、散射、透射和吸收电磁辐射的现象，物质所以能够吸收光是由物质本身的能级状态所决定的。例如原子吸收可见光和紫外光，可以使核外电子由基态跃迁到激发态，相应于不同能级之间的跃迁都需吸收一定波长的光。因此，如有一波长连续的光照射单原子元素的蒸气（如汞蒸气、钠蒸气等），将会产生一系列的吸收谱线。由于在一般情况下原子都处于基态，通常只有能量相当于从基态跃迁到激发态的所谓主系谱线出现在原子的吸收光谱中。 而分于吸收光谱则比较复杂。它们不是分立的谱线而是许多吸收带。因为每一个分子的能量包括三部分，即分子的电子能量、振动能量和转动能量。每一种能量都是量子化的。当电子有一种能级跃迁到另一能级时，可能同时还伴有振动能级和转动能级的跃迁。应此分子吸收光谱是一系列的吸收带。通常引起原子或分子中外层价电子的跃迁需要1.5-8.0ev的能量，其相应的辐射波长在 150nm-800nm之间，这是紫外－可见吸收光谱的波长范围。引起振动跃迁或振动－转动跃迁的能量是0.05-1.2ev，相应的辐射波长在1.0-25μm之间，这是红外光谱的范围。
光纤光谱仪的原理及基础知识 2014-05-25 光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种技术。光谱测量被广泛应用于多种领域，如颜色测量、化学成份的浓度检测或电磁辐射分析等。 上海辰昶仪器设备有限公司是国内领先的光纤光谱仪的生产厂商，以“光谱引领生活”为理念，致力于为国内广大用户提供符合国情的一揽子光谱系统解决方案！ 光谱仪器一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器。而在单色仪中通常还包括出射狭缝，让整个光谱中一个很窄的部分照射到单象元探测器上。单色仪中的入射和出射狭缝往往位置固定而宽度可调，可以通过旋转光栅来对整个光谱进行扫描。 在九十年代，微电子领域中的多象元光学探测器迅猛发展，如CCD 阵列、光电二极管（PD ）阵列等，使生产低成本扫描仪和CCD 相机成为可能。光纤光谱仪使用了同样的CCD 和光电二极管阵列（PDA ）探测器，可以对整个光谱进行快速扫描而不必移动光栅。 由于光通信技术对光纤的需求大大增长，从而开发了低损耗的石英光纤。该光纤同样可以用于测量光纤，把被测样品产生的信号光传导到光谱仪的光学平台中。由于光纤的耦合非常容易，所以可以很方便地搭建起由光源、采样附件和光纤光谱仪组成的模块化测量系统。 光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。上海辰昶仪器的微小型光纤光谱仪的测量速度非常快，使得它可以用于在线分析。而且由于它选用低成本的通用探测器，所以光谱仪的成本也大大降低，从而大大扩展了它的应用领域。 ?光学平台设计 上海辰昶仪器的光谱仪采用Czerny-Turner 光学平台设计（如图1 所示）。 图1 EQ2000光学平台设计图
参数方程 1．直线、圆、椭圆的参数方程 (1)过点M (x 0，y 0)，倾斜角为α的直线l 的参数方程为????? x ＝x 0＋t cos α， y ＝y 0＋t sin α(t 为参数)． (2)圆心在点M 0(x 0，y 0)，半径为r 的圆的参数方程为????? x ＝x 0＋r cos θ， y ＝y 0＋r sin θ(θ为参数)． (3)椭圆x 2a 2＋y 2 b 2＝1(a ＞b ＞0)的参数方程为? ???? x ＝a cos φ，y ＝b sin φ (φ为参数)． (4)双曲线x 2 a 2－y 2 b 2＝1(a >0，b >0)的参数方程为????? x ＝a 1cos θ，y ＝b tan θ (θ为参数)． (5)抛物线px y 22 =的参数方程可表示为)(. 2, 22为参数t pt y pt x ?? ?==. 基础练习 1．在平面直角坐标系中，若曲线C 的参数方程为?? ? x ＝2＋22t ， y ＝1＋2 2 t (t 为参数)，则其普通方程为 ____________． 2．椭圆C 的参数方程为? ???? x ＝5cos φ， y ＝3sin φ(φ为参数)，过左焦点F 1的直线l 与C 相交于A ，B 两点， 则|AB |min ＝________. 3．曲线C 的参数方程为? ???? x ＝sin θ， y ＝cos 2θ＋1(θ为参数)，则曲线C 的普通方程为____________． 4．在平面直角坐标系xOy 中，已知直线l 的参数方程为??? x ＝1＋1 2t ， y ＝3 2t (t 为参数)，椭圆C 的方程 为x 2 ＋y 2 4 ＝1，设直线l 与椭圆C 相交于A ，B 两点，则线段AB 的长为_______________
本文档只代表个人看法，如有疑惑或者误导部分，请严明指正，多谢！ 切换事件分为频内切换和异系统切换，其中A1是停止异频/异系统测量，A2是启动异频/异系统测量，A3 A4 A5都是启动异频切换的事件，B1 B2都是启动异系统切换的事件，现在我们就分别来说说这几个事件是怎么触发，是在什么情况下触发。 A1事件：Ms- Hys>A1_Thresh，停止异频测量 故名思议就是当本小区信号很好未低于门限时，启动该事件，由于在东莞这边都是A3 A4事件切换，所以看切换类型事件要分别看切往哪个事件的。 Ms：服务小区的测量结果 Hys：异频A1A2幅度迟滞(InterFreqHoA1A2Hyst) A1_Thresh：异频A1 RSRP触发门限(InterFreqHoA1ThdRsrp) 例：东莞汀山创科路F-HLH-1切往东莞汀山创科路D-HLH-1，这时我们先看该服务小区对D 频37900的切换事件是用的A3还是A4，从而用LST INTERFREQHOGROUP查出门限值A1_Thresh，如图：
现在已经知道东莞汀山创科路F-HLH-1切往东莞汀山创科路D-HLH-1是用的A4事件，那就可以用LST INTERFREQHOGROUP查出基于D频切换的门限（INTERFREQHOA1THDRSRP）和迟滞 Hys，如图 代入公式Ms- Hys>A1_Thresh 得出MS-2*0.5>-89 等于 MS>-88 结果：当小区的测量报告MS>-88时，小区不会启动对D频邻区的测量。 A2事件：Ms+ Hys 第1章衍射光栅：刻划型和全息型 衍射光栅由下列两种方法制成：一种是用带钻石刀头的刻划机刻出沟槽的经典方法，另一种是用两束激光形成干涉条纹的全息方法。(更多信息详见Diffraction Gratings Ruled & Holographic Handbook). 经典刻划方法制成的光栅可以是平面的或者是凹面的，每道沟槽互相平行。全息光栅的沟槽可以是均匀平行的或者为优化性能而特别设计的不均匀分布。全息光栅可在平面、球面、超环面以及很多其他类型表面生成。 本书提到的规律、方法等对各类不同表面形状的经典刻划光栅和全息光栅均适用，如需区分，本书会特别给出解释。 1.1 基础公式 在介绍基础公式前，有必要简要说明单色光和连续谱。 提示：单色光其光谱宽度无限窄。常见良好的单色光源包括单模激光器和超低压低温光谱校正灯。这些即为大家所熟知的“线光源”或者“离散线光源”。 提示：连续谱光谱宽度有限，如“白光”。理论上连续谱应包括所有的波长，但是实际中它往往是全光谱的一段。有时候一段连续谱可能仅仅是几条线宽为1nm的谱线组成的线状谱。 本书中的公式适用于空气中的情况，即m0=1。因此，l=l0=空气中的波长。 定义单位 α - (alpha) 入射角度 β - (beta) 衍射角度 k - 衍射阶数整数 定义单位 n - 刻线密度刻线数每毫米 D V - 分离角度 μ - 折射率无单位 λ - 真空波长纳米 λ0 - 折射率为μ0介质中的波长 其中λ 0 = λ/μ 1 nm = 10-6 mm; 1 mm = 10-3 mm; 1 A = 10-7 mm 最基础的光栅方程如下： (1-1) 在大多数单色仪中，入口狭缝和出口狭缝位置固定，光栅绕其中心旋转。因此，分离角D V成为常数，由下式决定， (1-2) 对于一个给定的波长l，如需求得a和b，光栅方程(1-1)可改写为： (1-3) 假定D V值已知，则a和b可通过式(1-2)、(1-3)求出，参看图1.1、1.2和第2.6节。 移动通信基础知识 一、 GSM工作频段 1.标准GSM：上行：890-915M；下行：935-960M；25M带宽；双工间隔45M； 信道带宽200K；载频信道号为0-124，实际使用124个。 2.我国的GSM900使用的频段为： 上行频率905-915MHz 下行频率950-960MHz 频道号为76-124，共计10M带宽。 其中，移动公司：905-909（上行）；950-954（下行）。 共计4M带宽，20个频道（76-95） 但移动的TACS网的压频为其G网留出更大空间。 联通公司：909-915（上行）；954-960MHz（下行）。 共计6M带宽，29个频道（96-124）。 其余的15M带宽归于模拟TACS网， 其低7.5M分配给A网—Motorola设备 高7.5M分配给B网—Ericsson设备 3.频道间隔： 相邻两个频点间隔为200kHz，每个频点采用TDMA方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率），如GSM采用半速率话音编码后，每个频点可容纳16个半速率信道，可使系统容量扩大一倍，但其代价必然是导致语音质量的降低。 4.频道配置 绝对频点号n和频道标称中心频率的关系为： GSM900MHz：上行：fL=890+0.2n 下行: fH=935+0.2n=fl+45MHz(1= 二、时分多址技术（TDMA） 1、概念：实现多址的方法基本有三种，即FDMA、TDMA、CDMA。 GSM的多址方式为TDMA和FDMA相结合并采用跳频的方式，其载波间隔为 200K，每个载频一个TDMA帧，每帧有8个时隙，即8个基本的物理信 道。它的一个时隙的长度为0.577ms,每个时隙的间隔包含156.25比特。 GSM的调制方式为GMSK，调制速率为270.833kbit/s。——泛欧的非线性 连续相位调制技术GMSK〈使用丙类功放〉在设计难度和成本上都比日美 的线性调制技术QPSK低，但频谱利用率稍低——其目的是将邻道干扰降 低到最低限度。 2、信道的定义 A.物理信道 一个载频上的TDMA帧的一个时隙称为一个物理信道。每个用户通过一系列频率的一个信道接入系统。因此，GSM中每个载频有8个物理信道,即 信道0_7（时隙0_7）。在一个TS中发出的信息称为一个突发脉冲序列。 B.逻辑信道 大量的信息传递于Um接口上，根据所传递信道的不同种类，我们定义了不同的逻辑信道。逻辑信道在传输过程中要放在某个物理信道上。逻辑信道可分为两类：即业务信道和控制信道。 业务信道：即TCH，用于传送编码后的话音或用户数据。 控制信道：即CCH，用于传递信令或同步数据。控制信道分三种：广播、公共和专用控制信道。 BCH包括BCCH、FCCH和SCH信道——因为它们携带的信息目标是小区（而非基站）内的所有手机，所以它们均属于单向的下行信道，为 点对多点的传播方式。它们一般用在每个小区的TS0上作为标频。为了 光谱仪基础知识概要 第1章衍射光栅：刻划型和全息型 衍射光栅由下列两种方法制成：一种是用带钻石刀头的刻划机刻出沟槽的经典方法，另一种是用两束激光形成干涉条纹的全息方法。(更多信息详见& ). 经典刻划方法制成的光栅可以是平面的或者是凹面的，每道沟槽互相平行。全息光栅的沟槽可以是均匀平行的或者为优化性能而特别设计的不均匀分布。全息光栅可在平面、球面、超环面以及很多其他类型表面生成。 本书提到的规律、方法等对各类不同表面形状的经典刻划光栅和全息光栅均适用，如需区分，本书会特别给出解释。 1.1 基础公式 在介绍基础公式前，有必要简要说明单色光和连续谱。 提示：单色光其光谱宽度无限窄。常见良好的单色光源包括单模激光器和超低压低温光谱校正灯。这些即为大家所熟知的“线光源”或者“离散线光源”。 提示：连续谱光谱宽度有限，如“白光”。理论上连续谱应包括所有的波长，但是实际中它往往是全光谱的一段。有时候一段连续谱可能仅仅是几条线宽为1的谱线组成的线状谱。 本书中的公式适用于空气中的情况，即m0=1。因此，0=空气中的波长。 定义单位 α - () 入射角度 β - () 衍射角度 k - 衍射阶数整数 n - 刻线密度刻线数每毫米 - 分离角度 光谱仪基础知识概要 定义单位 μ0 - 折射率无单位 λ - 真空波长纳米 λ0 - 折射率为μ0介质中的波长 其中λ0 = λ/μ0 1 = 10-6 ; 1 = 10-3 ; 1 A = 10-7 最基础的光栅方程如下： (1-1) 在大多数单色仪中，入口狭缝和出口狭缝位置固定，光栅绕其中心旋转。因此，分离角成为常数，由下式决定， (1-2) 对于一个给定的波长l ，如需求得a和b ，光栅方程(1-1)可改写为： (1-3) 假定值已知，则a和b可通过式(1-2)、(1-3)求出，参看图1.1、1.2和第2.6节。 无线网络优化是通过对现已运行的网络进行话务数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段，找出影响网络质量的原因，并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段（采用MRP的规划办法等），确保系统高质量的运行，使现有网络资源获得最佳效益，以最经济的投入获得最大的收益。 二GSM无线网络优化的常规方法 网络优化的方法很多，在网络优化的初期，常通过对OMC-R数据的分析和路测的结果，制定网络调整的方案。在采用图1的流程经过几个循环后，网络质量有了大幅度的提高。但仅采用上述方法较难发现和解决问题，这时通常会结合用户投诉和CQT测试办法来发现问题，结合信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法，分析查找问题的根源。在实际优化中，尤其以分析OMC-R话务统计报告，并辅以七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析，作为网络优化最常用的手段。网络优化最重要的一步是如何发现问题，下面就是几种常用的方法： 1．话务统计分析法：OMC话务统计是了解网络性能指标的一个重要途径，它反映了无线网络的实际运行状态。它是我们大多数网络优化基础数据的主要根据。通过对采集到的参数分类处理，形成便于分析网络质量的报告。通过话务统计报告中的各项指标(呼叫成功率、掉话率、切换成功率、每时隙话务量、无线信道可用率、话音信道阻塞率和信令信道的可用率、掉话率及阻塞率等)，可以了解到无线基站的话务分布及变化情况，从而发现异常，并结合其它手段，可分析出网络逻辑或物理参数设置的不合理、网络结构的不合理、话务量不均、频率干扰及硬件故障等问题。同时还可以针对不同地区，制定统一的参数模板，以便更快地发现问题，并且通过调整特定小区或整个网络的参数等措施，使系统各小区的各项指标得到提高，从而提高全网的系统指标。 2．DT （驱车测试）：在汽车以一定速度行驶的过程中,借助测试仪表、测试手机，对车内信号强度是否满足正常通话要求，是否存在拥塞、干扰、掉话等现象进行测试。通常在DT中根据需要设定每次呼叫的时长，分为长呼（时长不限,直到掉话为止）和短呼（一般取60秒左右,根据平均用户呼叫时长定）两种（可视情况调节时长），为保证测试的真实性，一般车速不应超过40公里/小时。路测分析法主要是分析空中接口的数据及测量覆盖，通过DT测试，可以了解：基站分布、覆盖情况，是否存在盲区；切换关系、切换次数、切换电平是否正常；下行链路是否有同频、邻频干扰；是否有小岛效应；扇区是否错位；天线下倾角、方位角及天线高度是否合理；分析呼叫接通情况，找出呼叫不通及掉话的原因，为制定网络优化方案和实施网络优化提供依据。 光谱仪重要参数定义 ◆CCD 电荷耦合器件(Charger Coupled Device,缩写为CCD ),硅基光敏元件的响应范围在短波近红外区域。 ◆PDA 二极管阵列(Photodiode Array,缩写为PDA)、光电二极管阵列就是由多个二极管单元(象素)组成的阵列,单元数可以就是102,256或1024。当信号光照射到光电二极管上时,光信号就会转换成电信号。大部分光电二极管阵列都包括读出/积分放大器一体式的集成化信号处理电路。光电二极管的优点就是在近红外灵敏度高,响应速度快;缺点就是象元数较少、在紫外波段没有响应。 ◆薄型背照式 薄型背照式电荷耦合器件(BT—CCD,Back Thinned Charge Coupled Device),采用了特殊的制造工 艺与特殊的锁相技术。首先,与一般CCD相比,硅层厚度从数百微米减薄到20μm以下;其次,它采用背照射结构,因此紫外光不必再穿越钝化层。因此,不仅具有固体摄像器件的一般优点,而且具有噪声低,灵敏度高、动态范围大的优点。 BTCCD有很高的紫外光灵敏度,它在紫外波段的量子效率可以瞧到,在紫外波段,量子效率超过40％,可见光部分超过80％,甚至可以达到90％左右。可见,BTCCD不仅可工作于紫外光,也可工作于可见光,就是一种很优秀的宽波段检测器件。 ◆狭缝 光源入口。狭缝面积影响通过的光强度。狭缝宽度影响光学分辨率。 ◆暗电流 未打开光谱仪激发光源时,感光器件接收到的光电信号。主要影响因素有温度,电子辐射等。 ◆分辨率 光学分辨率定义为光谱仪可以分开的最小波长差。要把两个光谱线分开至少要把它们成象到探测器的两个相临象元上。分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。光栅决定了波长在探测器上可分开的程度(色散),这对于分辨率来说就是一个非常重要的变量。另一个重要参数就是进入到光谱仪的光束宽度,它基本上取决于光谱仪上安装的固定入射狭缝或入射光纤 芯径(当没有安装狭缝时)。狭缝的尺寸有:10,25或50μm×1000μm(高)或100,200或500μm×2000μm(高)。在指定波长处,狭缝成象到探测器阵列上时会覆盖几个象元。而如果要分开两条光谱线,就必须把它们色散到这个象尺寸加上一个象元。当入射光纤的芯径大于狭缝的宽度时,分辨率就要由狭缝的宽度(有效宽度)来决定。 光谱仪分辨率可近似如下度量:R∝M·F/W 其中M为光栅线数,F为谱仪焦距, W为狭缝宽度。 ◆色散 光谱仪的色散决定其分开波长的能力。光谱仪的倒线色散可计算得到:沿光谱仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化,即:Δλ/Δχ=dcosβ/mF 这里d、β、F分别就是光栅刻槽的间距、衍射角与系统的有效焦距,m为衍射级次。由方程可见,倒线色散不就是常数,它随波长变化。在所用波长范围内,变化可能超过2倍。 ◆光栅与闪耀波长 参数方程极坐标系 解答题 1．已知曲线C：+=1，直线l：（t为参数） （Ⅰ）写出曲线C的参数方程，直线l的普通方程． （Ⅱ）过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线，交l于点A，求|PA|的最大值与最小值． 考点：参数方程化成普通方程；直线与圆锥曲线的关系． 专题：坐标系和参数方程． 分析：（Ⅰ）联想三角函数的平方关系可取x=2cosθ、y=3sinθ得曲线C的参数方程，直接消掉参数t得直线l的普通方程； （Ⅱ）设曲线C上任意一点P（2cosθ，3sinθ）．由点到直线的距离公式得到P到直线l的距离，除以 sin30°进一步得到|PA|，化积后由三角函数的范围求得|PA|的最大值与最小值． 解答： 解：（Ⅰ）对于曲线C：+=1，可令x=2cosθ、y=3sinθ， 故曲线C的参数方程为，（θ为参数）． 对于直线l：， 由①得：t=x﹣2，代入②并整理得：2x+y﹣6=0； （Ⅱ）设曲线C上任意一点P（2cosθ，3sinθ）． P到直线l的距离为． 则，其中α为锐角． 当sin（θ+α）=﹣1时，|PA|取得最大值，最大值为． 当sin（θ+α）=1时，|PA|取得最小值，最小值为． 点评：本题考查普通方程与参数方程的互化，训练了点到直线的距离公式，体现了数学转化思想方法，是中档题．2．已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点处，极轴与x轴的正半轴重合，直线l的极坐标方程为： ，曲线C的参数方程为：（α为参数）． （I）写出直线l的直角坐标方程； （Ⅱ）求曲线C上的点到直线l的距离的最大值． 考点：参数方程化成普通方程． 专题：坐标系和参数方程． 分析：（1）首先，将直线的极坐标方程中消去参数，化为直角坐标方程即可； （2）首先，化简曲线C的参数方程，然后，根据直线与圆的位置关系进行转化求解． 解答： 解：（1）∵直线l的极坐标方程为：， ∴ρ（sinθ﹣cosθ）=， 网优常用参数 ！LAYER ：小区分层，微蜂窝为1，普通小区为2 ！LAYERTHR ：小区层次的信号强度门限值 ！LAYERHYST ：小区层次的信号强度滞后值 ！PSSTEMP ：从高层次小区向低层次小区切换时的信号强度惩罚值 ！PTIMTEMP：从高层次小区向低层次小区切换时的时间惩罚值 ！ACCMIN ：手机允许接入系统的最低信号电平 ！CCHPWR ：手机接入控制信道的最大收发功率 ！CRH ：小区重选滞后值，用于LA改变时，防止因频繁LOCATION UPDATING， 而增加SDCCH负荷。 ！DTXU ：表示上行是否启用不连续发射，DTXU=1，启用，DTXU=2不启用。 ！NCCPERM：允许MS对另一网络的信号进行测量。 ！RLINKT ：下行链路中断计数器，当手机分配到一个SDCCH后，计数器值为RLINKT， 手机成功接收SACCH信号后，此计数器减1，不成功接收SACCH信号 后，此计数器加2，计数器为0后，手机拆线。 ！CB ：表示小区是否被禁止接入，不影响切换。 ！ACC ：表示被禁止接入此小区的MS级别，CLEAR表示所有手机都允许接入。 ！MAXRET：表示手机上重复接入系统的最大次数。 ！TX ：表示MS进入RACH的间隔。 ！ATT ：表示是否允许手机将开机或关机信息通知系统。 ！T3212 ：表示手机周期登记时间，时间单位为0.1小时。 ！CBQ ：小区禁止资格，与CB配合，定义小区选择或小区重选时的优先级。 !PMARG : 功率附加值 !SDCCHREG：表示SDCCH功率是否允许动态控制。 !SSDESDL ：理想的下行信号强度，单位：dBm，取负值。 !SSLENDL ：下行信号强度滤波器长度，单位：SACCH周期（480ms）。 !QLENDL ：下行质量滤波器长度，单位：SACCH周期（480ms）。 !REGINTDL：下行动态功率控制的时间间隔，单位：SACCH周期（480ms）。 !BSPWRMIN：表示非BCCH频率的最小的BTS发射功率。 ！LCOMPDL：下行路径损耗补偿因子 ！QCOMPDL：下行质量补偿因子 ！动态功率控制表达式： ！PU=（1-a）BTSTXPWR+a(SSDESDL+L)-b(Q_AVE_dB-QDESDL_dB) ！PU为动态功率 ！a=LCOMPDL/100 ！b=QCOMPDL/100 ！Q_AVE_dB=32-10*Q_AVE/25 ！Q_DESDL_dB=32-10*QDESDL/25 !逻辑信道监视! RLSLC:CELL=dgCBCE1, LVA=29, ACL=A1, CHTYPE=TCH, CHRATE=FR; ！LVA为告警门限值：当实际TCH数目小于LVA时，则告警产生。LVA取值为定 义的TCH数目减6,由于载波为5个，所以LVA为29（35个TCH 再减去6个TCH算出门限值）！ RLSLC:CELL=dgCBCE1, LVA=15, ACL=A2, CHTYPE=SDCCH; ！LVA为告警门限值：当实际SDCCH数目小于LVA时，则告警产生。LVA取值为 定义的SDCCH数目减6,由于SDCCH为24个，所以LVA为18（24个SDCCH,再减 去6个SDCCH算出门限值）！ RLSLC:CELL=dgCBCE1, LVA=1, ACL=A1, CHTYPE=BCCH; RLSLC:CELL=dgCBCE1, LVA=0, ACL=A2, CHTYPE=CBCH;!若CBCH=YES,则LVA=1! RLSLC:CELL=dgCBCE2, LVA=38, ACL=A1, CHTYPE=TCH, CHRATE=FR; RLSLC:CELL=dgCBCE2, LVA=15, ACL=A2, CHTYPE=SDCCH; RLSLC:CELL=dgCBCE2, LVA=1, ACL=A1, CHTYPE=BCCH; RLSLC:CELL=dgCBCE2, LVA=0, ACL=A2, CHTYPE=CBCH; RLSLC:CELL=dgCBCE3, LVA=38, ACL=A1, CHTYPE=TCH, CHRATE=FR; RLSLC:CELL=dgCBCE3, LVA=15, ACL=A2, CHTYPE=SDCCH; RLSLC:CELL=dgCBCE3, LVA=1, ACL=A1, CHTYPE=BCCH; RLSLC:CELL=dgCBCE3, LVA=0, ACL=A2, CHTYPE=CBCH; !LVA表示定义出告警的门限值。 !ACL表示告警的级别。 !CHTYPE信道类型。 !CHRATE信道的速度。 区内部切换参数！ RLIHC:CELL=dgCBCE1, IH ！小O=OFF, MAXIHO=3, TMAXIHO=6, TIHO=10, SSOFFSETULP=0,SSOFFSETDLP=0, QOFFSETULP=0, QOFFSETDLP=0; RLIHC:CELL=dgCBCE2, IHO=OFF, MAXIHO=3, TMAXIHO=6, TIHO=10, SSOFFSETULP=0,SSOFFSETDLP=0, QOFFSETULP=0, QOFFSETDLP=0; 问题描述： 为什么要从3G向LTE演进？ 问题答复： LTE(Long Term Evolution)是指3GPP组织推行的蜂窝技术在无线接入方面的最新演进，对应核心网的演进就是SAE（System Architecture Evolution）。之所以需要从3G演进到LTE，是由于近年来移动用户对高速率数据业务的要求，同时新型无线宽带接入系统的快速发展，如WiMax的出现，给3G系统设备商和运营商造成了很大的压力。在LTE系统设计之初，其目标和需求就非常明确：降低时延、提高用户传输数据速率、提高系统容量和覆盖围、降低运营成本： 显著的提高峰值传输数据速率，例如下行链路达到100Mb/s，上行链路达到 50Mb/s； 在保持目前基站位置不变的情况下，提高小区边缘比特速率； 显著的提高频谱效率，例如达到3GPP R6版本的2~4倍； 无线接入网的时延低于10ms； 显著的降低控制面时延（从空闲态跃迁到激活态时延小于100ms（不包括寻呼 时间））； 支持灵活的系统带宽配置，支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、 20MHz带宽，支持成对和非成对频谱； 支持现有3G系统和非3G系统与LTE系统网络间的互连互通； 更好的支持增强型MBMS； 系统不仅能为低速移动终端提供最优服务，并且也应支持高速移动终端，能为 速度>350km/h的用户提供100kbps的接入服务； 实现合理的终端复杂度、成本、功耗； 取消CS域，CS域业务在PS域实现，如VOIP； 问题描述： LTE扁平网络架构是什么？ 问题答复： LTE的接入网E-UTRAN由eNodeB组成，提供用户面和控制面； LTE的核心网EPC(Evolved Packet Core)由MME，S-GW和P-GW组成； eNodeB间通过X2接口相互连接，支持数据和信令的直接传输； 近红外光谱仪器的主要性能指标 北京英贤仪器有限公司销售工程师王燕岭 在近红外光谱仪器的选型或使用过程中，考虑仪器的哪些指标来满足分析的使用要求，这是分析工作者需要考虑的问题。对一台近红外光谱仪器进行评价时，必须要了解仪器的主要性能指标，下面就简单做一下介绍。 1、仪器的波长范围 对任何一台特定的近红外光谱仪器，都有其有效的光谱范围，光谱范围主要取决于仪器的光路设计、检测器的类型以及光源。近红外光谱仪器的波长范围通常分两段，700～1100nm的短波近红外光谱区域和1100～2500nm的长波近红外光谱区域。 2、光谱的分辨率 光谱的分辨率主要取决于光谱仪器的分光系统，对用多通道检测器的仪器，还与仪器的像素有关。分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高，对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与狭缝的设计有关。仪器的分辨率能否满足要求，要看仪器的分析对象，即分辨率的大小能否满足样品信息的提取要求。有些化合物的结构特征比较接近，要得到准确的分析结果，就要对仪器的分辨率提出较高的要求，例如二甲苯异构体的分析，一般要求仪器的分辨率好于1nm。[1] 3、波长准确性 光谱仪器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长与该谱峰的标定波长之差。波长的准确性对保证近红外光谱仪器间的模型传递非常重要。为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5nm，长波近红外范围好于1.5nm。[1] 4、波长重现性 波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示（傅立叶变换的近红外光谱仪器习惯用波数cm-1表示）。波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型的建立和模型的传递均有较大的影响，同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的重现性应好于0.1nm。[1] 5、吸光度准确性 吸光度准确性是指仪器对某标准物质进行透射或漫反射测量，测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法，吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。 6、吸光度重现性 吸光度重现性指在同一背景下对同一样品进行多次扫描，各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸光度的标准偏差表示。吸光度重现性对近红外检测来说是一个很重要的指标，它直接影响模型建立的效果和测量的准确性。一般吸光度重现性应在0.001～0.0004A之间。 7、吸光度噪音 吸光度噪音也称光谱的稳定性，是指在确定的波长范围内对样品进行多次扫描，得到光谱的均方差。吸光度噪音是体现仪器稳定性的重要指标。将样品信号强度与吸光度噪音相比可计算出信噪比。 8、吸光度范围 吸光度范围也称光谱仪的动态范围，是指仪器测定可用的最高吸光度与最低光谱仪基础知识
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