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山西微型光谱仪系统的研究及其应用

来源: 发布时间:2021年08月25日

微型光谱仪具体模块化和高速采集的特点,在系统集成和现场检测的场合有更多应用。结合光源、光纤、测量附件,可以搭配成各种光学测量系统。光谱仪器是应用光学技术、电子技术及计算机技术对物质的成分及结构等进行分析和测量的基本设备,主要应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。由于传统的光谱仪存在着结构复杂、使用环境受限、不便携带及价格昂贵等不足,不能满足现场检测和实时监控的需求。因此,微型光纤光谱仪成为光谱仪器发展的一个重要的研究方向。近年来,由于光纤技术、光栅技术及阵列式探测器技术的发展和成熟,使得光谱检测系统形成了光源、采样单元及摄谱单元相分离的结构形式,整个系统结构更具模块化,使用更加方便灵活,从而使微型光纤光谱仪成为现场检测和实时监控的理想仪器。2009年出现一款工作在近红外波段的微型光谱仪,采用基于迈克尔逊干涉仪的傅里叶变换技术。山西微型光谱仪系统的研究及其应用

MicroTEQ-R1显微光谱测量系统,采用高精度微区光路平台,通过加装于正置显微镜光路中的拉曼光谱模块,实现了共焦拉曼*测量功能。帮助用户快速的对样品微观结构,光谱信息进行测试和分析,较大的降低了微观测试的复杂程度。系统使用制冷型高性能光纤光谱仪QEPro,在提供高质量信号质量的同时,保证了测试效率。精密光路设计能够实现1um*级别的聚焦光斑和探测区域,系统可增配低波数模块,实现75cm-1的探测范围。*注:使用光纤代替共聚焦系统内的小孔(Pinhole);1um光斑需加配100X物镜。山西微型光谱仪系统的研究及其应用海洋光学现推出FS1100手持式地物光谱仪,于地表特征反射光谱的测量。

高光谱成像(Hypespectral):是一种可以捕获和分析一片空间区域内逐点上光谱的精细技术,由于可以检测到单个对象不同空间位置上的独特光谱“特征”因此可以检测到在视觉上无法区分的物质。高光谱图像可能有数百或数千个波段。物体与光源的光相互作用并被非成像光谱分析设备(比如光谱仪)接收后,设备可以精确地反应出接收到的光信号在光谱频带上分布的强度差异也就是光谱信息。而使用高光谱设备时,从成像特性角度看,可以了解到样品各个位置的光谱信息,从光谱特性角度看,可以了解在特定光谱带内的信号位置分布,也就是说,高光谱设备可以获取更加丰富的细节信息。例如:人眼只能接收三个光谱频段中物体的光能量信号:红色,绿色和蓝色。也就是我们常称的发光三原色,但是事实上我们能够看到由这三种颜色的组合产生的橙色,紫色,青绿色等等的更细微的色彩。但是,我们并不不能区分纯黄色和红绿二色的混合色的差异,这也称之为“同色异谱”。但是高光谱成像却可以轻松分辨其中的区别。

光谱仪狭缝尺寸如何影响光学分辨率?单色光源的光学分辨率——测量半峰宽(FWHM)——取决于光栅的刻线密度(mm-1)和入射光学系统的直径(光纤或狭缝)。配置您的光谱仪时,需要考虑两个非常重要的权衡:分辨率会随着光栅开槽密度的增大而增大,但会损失光谱范围和信号强度;分辨率会随着狭缝宽度或光纤直径的减小而增大,但会损失信号强度。如何计算光学分辨率的近似值,单位nm(FWHM)1,取决于光栅的光谱范围2,根据检测器像元的数量划分光栅的光谱范围。其结果值是离散值离散值(nm/pixel)=光栅的光谱范围/检测器像元的数量3,决定于像素分辨率4,计算光学分辨率(nm)。离散值(步骤2)x像素分辨率(步骤3)例子:确定#3光栅和10micron狭缝的USB4000光谱仪的光学分辨率。650nm(#3光栅的光谱范围)/3648(USB4000的检测器像元数)=0.18nm/pixelx5.7pixels=1.0nm(FWHM)注意:数值四舍五入至接近的十进制数基线噪声是读出噪声、暗噪声和电子噪声的总和。

海洋光学光谱仪的光谱数据帮助美国国家航空航天局证实,冰水确实存在于月球之上。为执行太空任务,该光谱仪由欧若拉(Aurora)设计和技术公司重新设计建造,并被命名为“ALICE”,是美国国家航空航天局月球陨坑观测与遥感卫星(LCROSS)任务的科学装备之一。美国国家航空航天局的科学家宣布,在任务所包含的近红外和紫外线光谱测量中,均发现水的存在迹象。海洋光学的ALICE提供紫外线测量,并进一步证实了近红外测量的发现。美国国家航空航天局的科学家根据收集的数据估计,从半人马座火箭撞击造成的20-30米宽的月球坑中挖掘的物质中,器械共发现了约220磅水。海洋光学的高灵敏度QEPRO光谱仪适合于经受太空的严酷环境——极端高温或极端低温、辐射、冲击和振动。ALICE的波长范围为270-650nm,光学分辨率低于1.0nm,精确度超高,被设计用以鉴定离子水(619nm时可见),氢氧基(308nm时可见)以及其它的含碳有机分子。尽管测量中,喷出物会反射陨石坑壁散射出来阳光,但装置的薄型背照式探测器却能够充分利用可见光。2015年海洋光学率先使用机器人生产的Flame,提高产品一致性,微型光谱仪进入自动化生产时代!山西微型光谱仪系统的研究及其应用

小积分时间是设备支持的短积分时间,取决于检测器读出所有像素信息的快慢,与数据传输速度概念不同。山西微型光谱仪系统的研究及其应用

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