光谱仪重要参数
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激光诱导击穿光谱仪(LIPS)是一种用于分析材料成分的仪器。
其参数包括:1.激光波长:LIPS通常使用紫外激光、绿色激光或红色激光,波长一般在200-1000纳米范围内。
2.激光脉冲宽度:激光脉冲宽度越窄,能量越高,对样品的破坏也越大。
一般来说,LIPS的激光脉冲宽度为纳秒级别。
3.激光能量:激光能量越高,能够产生更明显的光谱信号。
LIPS的激光能量一般在微焦耳至毫焦耳之间。
4.接收光学系统:接收光学系统包括光纤、光谱仪和探测器等组件。
光谱仪的分辨率越高,可以分析的元素就越多。
5.样品制备:由于样品的不同形态和性质,需要采用不同的样品制备方法,如液体样品需要通过喷雾或者溅射的方式制备成微小颗粒,而固体样品需要研磨成粉末或者切割成薄片等。
以上是激光诱导击穿光谱仪的一些常见参数,它们的不同组合可以用于不同的样品分析和应用场景。
发射光谱仪技术参数
光谱仪的技术参数包括但不限于以下几个方面:
1. 波长范围:光谱仪可检测的波长范围。
常见的光谱仪波长范围从紫外到红外,通常为200nm至2000nm。
2. 分辨率:光谱仪的分辨率决定了它能够分辨的最小波长差异。
分辨率可以描述为波长差异的最小可辨分的差额。
一般以nm
为单位。
3. 光谱采集速度:光谱仪的光谱采集速度指每秒钟采集的光谱数目或每秒所接受的光谱数目。
常见的光谱采集速度有kHz、MHz级别。
4. 光谱灵敏度:光谱仪的灵敏度用来衡量它对光信号的检测能力。
通常用最小可检测信号的光强来表示,单位可以是W或
者光子数。
5. 动态范围:光谱仪的动态范围定义了它所能检测到的最低和最高强度之间的比值。
通常以分贝(dB)为单位。
6. 探测器类型:光谱仪的探测器类型决定了它的检测灵敏度和响应速度。
常见的探测器类型有光电二极管(Photodiode)、
光电倍增管(Photomultiplier tube)、CCD(Charge-Coupled Device)等。
7. 接口和通讯:光谱仪通常需要与计算机或者其他设备进行数
据传输和控制。
与光谱仪连接的常见接口有USB、RS232C、TCP/IP等。
需要注意的是,不同型号和品牌的光谱仪在技术参数方面会有所差异,具体参数应当根据实际需求进行选择。
f4600荧光光谱仪是一种高精度的光谱仪器,广泛应用于分析化学、生物学、环境科学等领域。
它具有高灵敏度、高分辨率、宽波长范围等特点,可以用于测量各种样品的荧光光谱特性。
下面我们将介绍f4600荧光光谱仪的功能指标。
1. 波长范围f4600荧光光谱仪的波长范围非常宽广,可以覆盖从200nm到900nm的波长范围,因此可以满足多种样品的测量需求,包括有机化合物、生物大分子、药物等。
2. 光谱分辨率光谱分辨率是衡量光谱仪性能的重要指标之一,f4600荧光光谱仪的光谱分辨率非常高,可以达到0.5nm,这保证了对样品荧光光谱特性的精确测量。
3. 光谱扫描速度f4600荧光光谱仪具有快速的光谱扫描速度,可以在较短的时间内完成对样品的光谱测量,提高工作效率。
4. 灵敏度由于f4600荧光光谱仪采用先进的光电探测器和信号处理技术,具有很高的灵敏度,可以对低浓度的样品进行荧光光谱测量。
5. 自动校准功能f4600荧光光谱仪具有自动校准功能,可以实现仪器的自动校准和调零,保证了测量结果的准确性和可靠性。
6. 多种测量模式f4600荧光光谱仪支持多种测量模式,包括荧光光谱扫描、荧光光谱三维显示、荧光光谱动力学测量等,满足不同样品的测量需求。
7. 数据处理软件f4600荧光光谱仪配备了专业的数据处理软件,可以对测量得到的光谱数据进行处理和分析,生成图形和报告,方便用户进行数据的整理和研究。
f4600荧光光谱仪具有很高的性能指标,能够满足各种样品的荧光光谱测量需求,是化学、生物、环境等领域科研人员的理想选择。
f4600荧光光谱仪作为一种先进的光谱仪器,不仅具有优秀的功能指标,还有其他一些突出的特点和优势,以下将进一步介绍其性能和应用方面的内容。
8. 高温控制系统f4600荧光光谱仪配备了高度精密的温控系统,能够提供稳定的温度环境,确保测量的准确性和可靠性。
特别是对于一些高灵敏度的样品,如蛋白质和核酸等,温度对其荧光光谱特性有着显著的影响,而f4600荧光光谱仪的高温控制系统可以保证在不同温度下进行测量,提高了样品的测量灵敏度和准确性。
安捷伦240原子吸收光谱仪是一种常用的分析仪器,广泛应用于环境监测、药物分析、食品安全等领域。
了解仪器的参数对于准确使用和解读测试结果至关重要。
本文将从安捷伦240原子吸收光谱仪的性能指标、技术参数、工作原理等多个方面进行详细介绍。
一、性能指标1. 分辨率安捷伦240原子吸收光谱仪的分辨率通常在0.2-0.5nm之间,这意味着它可以区分出波长差异较小的光谱线,提高了测试的准确性。
2. 灵敏度灵敏度是衡量仪器检测能力的重要指标,安捷伦240原子吸收光谱仪在低浓度下的检测能力较强,能够满足对微量元素的快速检测需求。
3. 稳定性仪器的稳定性直接影响测试结果的准确性,安捷伦240原子吸收光谱仪在长时间测试过程中能保持良好的稳定性,减少了测试误差。
二、技术参数1. 光源类型安捷伦240原子吸收光谱仪采用中心偏振的铈灯作为光源,该光源稳定、寿命长,能够提供稳定的光谱信号。
2. 检测方式安捷伦240原子吸收光谱仪采用火焰原子吸收法进行检测,该方法对样品的前处理要求较低,适用于多种元素的检测。
3. 数据处理仪器配备了专业的数据处理软件,能够实现光谱信号的采集、分析和存储,为用户提供便捷的数据处理方案。
三、工作原理1. 原子吸收光谱仪的工作原理是利用样品中的元素原子对特定波长的光进行吸收的现象来进行元素分析。
安捷伦240原子吸收光谱仪通过光源激发样品中的原子,检测吸收光信号,然后根据光谱特征进行元素定量分析。
2. 仪器通过对样品进行预处理、光源激发、光谱信号检测和数据处理等步骤,最终得出样品中各元素的含量。
四、应用领域安捷伦240原子吸收光谱仪广泛应用于环境监测、煤矿安全监测、地质勘探、食品安全检测等领域。
其快速、精确的分析能力受到用户的一致好评。
总结安捷伦240原子吸收光谱仪作为一种先进的分析仪器,在性能指标、技术参数、工作原理等方面均具备优异的特点,能够满足不同领域的元素分析需求。
掌握仪器的参数对于用户准确地使用和评价测试结果非常重要。
光纤光谱仪的六个参数性能光纤光谱仪是一种用于测试光学信号的仪器,广泛应用于光学通信、光学传感、光谱分析等领域。
它可以高效地将光信号转化为光谱信号,并且具有高分辨率、高灵敏度、高稳定性等优点。
下面将介绍光纤光谱仪的六个参数性能。
1. 分辨率:分辨率是光纤光谱仪的一个重要性能指标。
它反映了仪器在测量过程中对光信号进行分离的能力。
分辨率越高,就能够更准确地分辨出信号的波长差异。
光纤光谱仪的分辨率通常用波长间隔或波长分辨率表示,单位为纳米(nm)。
光纤光谱仪的分辨率可以通过光栅的线数、光栅的隔板宽度等因素来决定。
2.灵敏度:灵敏度是光纤光谱仪的另一个重要性能指标。
它反映了仪器对来自光信号的弱能量的检测能力。
灵敏度越高,仪器就能够检测到更弱的光信号。
光纤光谱仪的灵敏度通常用功率来表示,单位为瓦(W)或微瓦(μW)。
提高灵敏度的方法包括增加光通量、降低噪声等。
3.动态范围:动态范围是光纤光谱仪的又一个重要性能指标。
它反映了仪器在测量过程中能够测量的最大和最小信号强度之间的比值。
动态范围越大,仪器就能够测量到更强和更弱的信号。
光纤光谱仪的动态范围通常用分贝(dB)来表示。
提高动态范围的方法包括增加光电转换器的灵敏度、增加光电转换器的最大音频信号等。
4.稳定性:稳定性是光纤光谱仪的另一个重要性能指标。
它反映了仪器在不同环境条件下的输出稳定性。
稳定性越高,仪器的输出就越稳定,测量结果就越可靠。
光纤光谱仪的稳定性可以通过温度、湿度、振动等外界环境因素来评估。
5.响应时间:响应时间是光纤光谱仪的重要性能指标之一、它反映了仪器对光信号的快速响应能力。
响应时间越短,仪器就能够更快地对光信号变化作出响应。
光纤光谱仪的响应时间可以通过光电转换器的响应速度来评估。
6. 可调波长范围:可调波长范围是光纤光谱仪的又一个重要性能指标。
它反映了仪器可以测量的波长范围。
可调波长范围越宽,仪器就能够测量更广泛的波长范围。
光纤光谱仪的可调波长范围通常用纳米(nm)来表示。
原子吸收光谱仪性能要求及技术参数一、设备名称:原子吸收光谱仪二、用途:用于样品中重金属元素的定量测定三、配置1、火焰石墨炉一体化原子吸收光谱仪主机一套2、石墨炉自动进样器一套*3、石墨炉高清摄像可视系统一套4、配套氢化物发生器一套5、冷却水循环装置一台6、进口静音空压机一台7、长寿命石墨管40支8、样品杯:1.5ml聚酯样品杯10000个9、原装元素空心阴极灯12只(其中双元素复合灯6支)10、电脑,打印机一套11、乙炔,氩气、钢瓶及气阀等各一套四、技术参数要求*1、仪器系统配置:对称式一体化原子吸收光谱分析系统,包括火焰分析系统和石墨炉分析系统、石墨炉自动进样器,火焰与石墨炉测定可连续进行,软件切换,确保数据的稳定性、重复性;配备石墨炉高清摄像头可视系统。
2、操作环境2.1电源:交流电220V±10%,50/60Hz2.2环境温度:10-35℃2.3环境湿度:20%-80%3、光谱仪主机系统3.1光学系统3.1.1高性能全反射光学系统,严格密封*3.1.2火焰与石墨炉原子化系统完全对称,两系统切换无须重新校准光路,操作方便*3.1.3单色器:采用Echelle中阶梯光栅,与石英棱镜组成二维色散系统;*3.1.4色散率0.5nm/mm3.1.5吸光度范围-0.150-3.000A*3.1.6波长范围:180-900nm,自动寻峰和扫描3.1.7光栅刻线密度:≥1800条/mm3.1.8狭缝:0.1,0.2,0.5,1.0nm可调,自动调节,自动设定波长狭缝宽度和能量3.1.9波长设定:全自动检索,自动波长扫描*3.1.10焦距:≤300mm,紧凑式光学单元,减小光能量损失。
3.1.11噪声:<0.003A3.1.12仪器光谱分辨能力:可分辨279.5nm和279.8nm锰双线,且光谱通带为0.2nm/mm时,两线间峰谷能量≤30%3.1.13光路结构:单光束/双光束自动切换,通过软件自动切换3.1.14灯座:不少于6灯位自动转换灯架,全自动切换;3.1.15可同时预热位数:不少于6位3.1.16灯电流设置:0-30mA,计算机自动设定4、背景校正技术,均可校正达3A的背景*4.1火焰部分:独特的四线氘灯光源背景校正系统,校正频率:300Hz*4.2石墨炉部分:同时具有三种扣背景方式4.2.1独特的QuadLine四线氘灯光源背景校正;4.2.2横向交流塞曼背景校正(磁场强度0.85T);*4.2.3四线氘灯与横向交流塞曼联合背景校正5原子化系统5.1火焰分析系统技术要求5.1.1燃烧头:燃烧缝宽度经过最佳化的5cm或10cm缝长全钛燃烧头,高度和角度可调,耐高盐耐腐蚀,带识别密码*5.1.2雾化器:耐腐蚀Pt/Ir合金毛细管与聚四氟乙烯喷嘴雾化器,可使用氢氟酸燃烧头位置调整:高度自动调整,可旋转5.1.3气体控制:全自动计算机控制,流量自动优化,自动调节燃气、助燃气流量,并自动最佳化5.1.4撞击球:惰性聚四氟乙烯碰撞球与扰流器,可在点火状态下进行外部调节和优化最佳位置5.1.5安全系统:具有全套的安全联锁系统,自动监控燃烧头类型,火焰状态,水封,气体压力,雾化系统压力,废液瓶液面高度等,出现异常或断电时自动联锁和关火5.1.6点火方式:自动点火,自动识别燃烧头类型5.1.7代表元素检测指标:Cu:检出限≤0.002mg/L(ppm),重复7次,RSD≤0.5%*5.1.8灵敏度:Cu5ppm,吸光度≥1.0Abs5.2石墨炉分析系统*5.2.1石墨管加热方式:要求纵向加热方式,最高加热温度可达3000℃*5.2.2石墨炉加热速度:最高≥3500℃/秒,连续可调5.2.3加热控温方式:全自动电压反馈和精密光纤控温系统;控温精度<±10℃;5.2.4程序升温:可进行20段线性升温与21段平台保持,更加精准控制原子化温度;*5.2.5外置式石墨炉加热电源,避免交流电场干扰;5.2.6有过热保护和报警功能,石墨管自动格式化功能,5.2.7代表元素检测指标:2ppbCd溶液连续测定七次的RSD≤3%5.2.8气体控制:计算机自动控制,内外气流分别单独控制*5.2.9具有高清石墨炉可视系统,准确观察石墨炉进样毛细管尖的位置,进行精确调节,确保结果的重现性。
光谱仪重要参数定义光谱仪是一种用于测量物质吸收、发射或散射光的仪器。
在光谱分析、物质组成分析、光化学反应研究等领域应用广泛。
光谱仪的性能参数对于其测量精度、灵敏度和可靠性起着重要作用。
下面将介绍一些光谱仪的重要参数以及其定义。
1.分辨率:分辨率是光谱仪区分两个波长间的能力。
通常表示为波长的比值,例如Δλ/λ,其中Δλ是两个波长之间的差值,λ是具体波长。
分辨率越高,光谱仪越能分辨出不同波长的光。
2.光谱范围:光谱范围是指光谱仪能够检测到的波长范围。
根据不同应用需要,光谱仪的光谱范围可以有所不同。
例如,紫外可见光谱仪的光谱范围通常为200-800纳米。
3.灵敏度:光谱仪的灵敏度是指它能够检测到的最小光信号强度。
灵敏度越高,光谱仪能够检测到更弱的光信号,提高分析的灵敏度。
4.波长精度:波长精度是指光谱仪在测量中的波长值与真实波长值之间的差距。
波长精度越高,光谱仪的波长测量结果与真实值越接近。
5.信噪比:信噪比是指有用信号的强度与噪声信号的强度之比。
信噪比越高,光谱仪能够更准确地测量信号,提高测量的可靠性。
6.线性范围:线性范围是指光谱仪能够线性测量的波长范围。
在线性范围内,光谱仪的输出信号与输入光信号呈线性关系。
通常情况下,线性范围越宽,光谱仪的应用范围越广。
7.响应时间:响应时间是指光谱仪在接收到光信号后输出响应的时间。
对于一些需要快速测量的应用,响应时间较短的光谱仪更加适合。
8.光栅或光晶体的分辨率:光栅或光晶体的分辨率是指光谱仪中光栅或光晶体能够分辨出的波长范围。
分辨率越高,光栅或光晶体能够提供更精确的波长选择。
9.光谱仪的稳定性:光谱仪的稳定性是指光谱仪在长时间使用中输出信号的稳定性。
稳定性越高,光谱仪的测量结果越可靠。
10.功率分辨率:功率分辨率是指光谱仪能够区分出不同光强度级别的能力。
功率分辨率越高,光谱仪能够提供更准确的光强度测量结果。
以上是一些光谱仪的重要参数及其定义。
不同的应用需要不同的参数。
安捷伦240aa火焰原子吸收光谱仪技术指标1. 波长范围:安捷伦240AA火焰原子吸收光谱仪的波长范围通常为190至900纳米。
这个范围足以覆盖大多数金属元素的光谱吸收特性,使得该仪器可以广泛应用于不同类型的样品分析。
2. 灵敏度:安捷伦240AA火焰原子吸收光谱仪具有很高的灵敏度,可以检测到微量的金属元素含量。
其检测限通常在ppb至ppm的数量级之间,能够满足大多数分析需求。
3. 精确度:该仪器的分析精确度也非常高,通常在1%以内。
这意味着它可以提供非常可靠的分析结果,帮助用户准确了解样品中金属元素的含量。
4. 重复性:安捷伦240AA火焰原子吸收光谱仪的重复性也非常好,通常在0.5%以内。
这意味着即使进行多次测量,分析结果之间的误差非常小,可以提高实验结果的可信度。
5. 稳定性:该仪器的温度控制系统和光路系统设计科学合理,具有很好的稳定性。
在长时间使用过程中,仪器的性能不会出现明显的波动,确保分析结果的一致性。
6. 自动化程度:安捷伦240AA火焰原子吸收光谱仪配备了先进的自动化控制系统,可以实现样品的自动进样、参数的自动调整、数据的自动处理等功能。
这些功能大大提高了实验效率,减少了人为误差的可能性。
7. 数据处理功能:该仪器还具有强大的数据处理功能,可以实现数据的存储、打印、导出等操作。
同时,它还可以实现多种分析方法的自动切换和比较,帮助用户更好地理解实验结果。
总的来说,安捷伦240AA火焰原子吸收光谱仪是一款性能优异的分析仪器,具有很高的灵敏度、精确度和稳定性,可以满足广泛的实验需求。
它的自动化功能和数据处理功能也大大简化了实验过程,提高了实验效率。
相信在不久的将来,它将成为化学分析领域的重要工具,为科研和生产实践提供更多便利。
选购光谱仪重点参数
选购光谱仪时,以下参数是需要重点考虑的:
1. 光谱覆盖范围:光谱仪可检测到的波长范围。
根据所需要的波段范围进行光谱仪的选型。
2. 光谱分辨率:能被光谱仪分辨的小波长差值。
分辨率越高,对样品的细节信息识别越清晰。
3. 灵敏度:光谱仪检测到的小光能。
灵敏度越高,仪器对样品的光能检测越敏感。
4. 动态范围:光谱仪测量的大小光能的比值。
动态范围越大,仪器对样品的光能检测范围越广。
5. 信噪比:光谱仪的信号能量水平与噪声水平的比值。
信噪比越高,仪器检测到的信号越纯净。
6. 光谱获取速度:在一定的入射光能量水平下,光谱仪产生可测信号,获取谱图所需的时间。
获取速度越快,仪器的效率越高。
7. 稳定性:光谱仪在使用过程中,需要保持其性能的稳定,以获得准确的测试结果。
8. 便携性:对于移动测试或现场测试,便携性也是一个重要的考虑因素。
9. 售后服务:选择一个有良好售后服务的品牌,可以在使用过程中获得更好的技术支持和维修保养。
在选购光谱仪时需要结合实际需求和预算,综合考虑以上参数以及品牌、售后服务等因素,选择适合的型号和规格。
进口傅里叶红外光谱仪参数一、仪器参数该傅里叶红外光谱仪型号为FTIR-7600,主要参数如下:1. 光源:氮化硼红外光源,波长为3500cm-1至250cm-1。
2. 波数精度:0.01cm-1。
3. 分辨率:最高可达0.4cm-1。
4. 扫描速度:0.5cm-1至64cm-1。
5. 采样方式:ATR、反射、透射样品盒。
6. 数据处理软件:支持分析软件和质量控制软件。
二、仪器功能1. 高灵敏度检测FTIR-7600傅里叶红外光谱仪采用氮化硼红外光源,具有高能量输出和稳定性,能够检测到非常微小的信号。
该仪器的灵敏度高,可以检测到很低浓度物质的信号。
2. 多样化的采样方式FTIR-7600傅里叶红外光谱仪采用的样品盒有ATR、反射、透射三种模式。
这些不同的采样模式可以适应不同种类的样品,包括固体、液体和气体。
用户可以根据需要采用不同的采样方式。
3. 高精度波数测量FTIR-7600傅里叶红外光谱仪具有高精度的波数测量能力,可以以0.01cm-1的分辨率测量样品的峰位。
这个分辨率可以检测非常细微的差异,有助于进行高质量的分析。
4. 快速扫描速度FTIR-7600傅里叶红外光谱仪具有快速的扫描速度,最高可达64cm/s。
这样的扫描速度可以大大缩短测试时间,提高工作效率。
5. 数据处理功能FTIR-7600傅里叶红外光谱仪具有强大的数据处理功能,可以通过配套的分析软件和质量控制软件进行数据处理和分析。
这些软件可以提供多种分析和模型建立方法,可帮助用户快速分析样品和识别成分。
三、总结FTIR-7600傅里叶红外光谱仪是一款功能强大、多样化的仪器。
其高灵敏度检测、多样的采样方式、高精度波数测量、快速扫描速度和数据处理功能,使其在食品、药品、化工、环保等领域得到了广泛的应用。
四、应用领域1. 食品行业食品行业是FTIR-7600傅里叶红外光谱仪的主要应用领域之一。
这种仪器可以用于食品成分的定量和质量控制。
可以对食品中的糖类、脂肪、蛋白质等成分进行分析和测量。
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).光电二极管阵列是由多个二极管单元(象素)组成的阵列,单元数可以是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。
光电二极管的优点是在近红外灵敏度高,响应速度快;缺点是象元数较少、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和特殊的锁相技术。
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看到,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,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),这对于分辨率来说是一个非常重要的变量。
另一个重要参数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分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距,m为衍射级次。
由方程可见,倒线色散不是常数,它随波长变化。
在所用波长范围内,变化可能超过2倍。
◆光栅和闪耀波长光栅作为重要的分光器件,它的选择与性能直接影响整个系统性能。
光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。
刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成;复制光栅是用母光栅复制而成。
典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。
全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。
全息光栅通常包括正弦刻槽。
刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。
光栅主要参数:1. 闪耀波长,闪耀波长为光栅最大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实验需要波长附近。
如实验为可见光范围,可选择闪耀波长为500nm。
2. 光栅刻线,光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率,刻线多光谱分辨率高,刻线少光谱覆盖范围宽,两者要根据实验灵活选择。
3. 光栅效率,光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。
光栅效率愈高,信号损失愈小。
为提高此效率,除提高光栅制作工艺外,还采用特殊镀膜,提高反射效率。
闪耀光栅非闪耀光栅其能量分布与单缝衍射相似,大部分能量集中在没有被色散的“零级光谱”中,小部分能量分散在其它各级光谱。
零级光谱不起分光作用,不能用于光谱分析。
而色散越来越大的一级、二级光谱,强度却越来越小。
为了降低零级光谱的强度,将辐射能集中于所要求的波长范围,近代的光栅采用定向闪耀的办法。
即将光栅刻痕刻成一定的形状,使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度,使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向,转移至由刻痕形状决定的反射方向。
结果使反射光方向光谱变强,这种现象称为闪耀。
辐射能量最大的波长称为闪耀波长。
光栅刻痕反射面与光栅平面的夹角,称为闪耀角。
每一个小反射面与光栅平面的夹角b保持一定,以控制每一小反射面对光的反射方向,使光能集中在所需要的一级光谱上,这种光栅称为闪耀光栅。
◆带宽带宽是不考虑光学像差、衍射、狭缝高度、扫描方法、检测器像素宽度等因素,在给定波长从光谱仪输出的波长宽度。
它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。
◆波长精度、重复性和准确度波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级,单位为nm。
通常,波长精度随波长变化。
波长重复性是光谱仪返回原波长的能力。
这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。
波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差值。
◆F/#F/#定义为光谱仪准直凹面反射镜的直径与焦距的比值。
光通过效率与F/#的平方成反比,F/#愈小,光通过率愈高。
光谱仪各项性能指标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?)如果用户对这些性能指标有任何问题,请咨询Avantes公司的产品工程师。
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200-1100nm,也就是可以探测紫外光、可见光和短波近红外光,可以扩展至200-2500nm,覆盖整个紫外-可见-近红外波段。
光栅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光谱分辨率,所以用户需要在波长范围和光谱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. 光谱分辨率顾名思义,光谱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 (FWHM值),即可以区分间隔1nm的两条谱线。
Avantes公司可以提供的最高光谱分辨率为0.04nm。
光谱分辨率与光谱采样间隔(数据在x坐标上的间隔)是两个不同概念。
一般来说,高的光谱分辨率意味着窄的波长范围,所以用户需要在波长范围和光谱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光谱分辨率,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强度值与噪声的强度值相当时,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声,提高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,测量到的最大值;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。
动态范围是影响测量方便性的一个比较关键的指标。
目前,光纤光谱仪都是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(S/N)灵敏度描述了光谱仪把光信号转换为电信号的能力,高的灵敏度有助于减小电路自身的噪声对结果的影响。
狭缝的宽度、光栅的类型、探测器的类型以及电路板的性能都会影响灵敏度。
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(也称增益)也会提高名义上的灵敏度,但同时也放大了噪声的影响,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。
光谱仪的信噪比定义为:光谱仪在强光照射下,接近饱和时的信号的平均值与信号偏离平均值的抖动(以标准偏差横向)的比。
需要注意的是,因为定义中没有对光源做任何限制,使用这个定义所测量到的信噪比并不能等同于用户在实际实验中所能实现的信噪比。
光谱仪的信噪比主要受制于探测器。
此外,通过增加测量的平均次数,也可以提高信噪比,它们之间是开方的关系,如平均100次,信噪比提高10倍。
5. 干扰与稳定性实际光谱仪与理想光谱仪的重要区别之一是其内部存在杂散光等干扰。
杂散光会影响信号的准确性,并对测量弱信号带来麻烦。
超低杂散光平台(ULS)能够降低光路中的杂散光3-5倍。
光谱仪的光路和探测器都不可避免地随着环境而变化,例如,环境温度的变化会导致光谱仪波长(X轴)的漂移。
对光路和探测器做特殊处理能够增强光谱仪的长期稳定性。
然而,这些特殊处理会增加光谱仪的硬件成本。
6. 采样速度和时序精度。