根據應用領域的不同,用戶必須對采用模塊化設計的 AvaSpec 光譜儀(yi) 中的多種光學元件和選件進行選擇。本節內(nei) 容就是指導您如何根據您的應用為(wei) AvaSpec 光譜儀(yi) 選擇合適的光柵、狹縫、探測器和其它選件。
1. 波長範圍
在為(wei) 一台光譜儀(yi) 係統選擇最優(you) 化配置的時侯, 波長範圍 是決(jue) 定光柵型號的首先要考慮的重要參數。如果您需要較寬的波長範圍,我們(men) 建議您使用 A 型( 300 線 / 毫米)或者 B 型 (600 線 / 毫米 ) 光柵(請看光譜儀(yi) 產(chan) 品一節中的光柵選擇表)。另一個(ge) 重要元件是探測器的選擇。荷蘭(lan) Avantes 公司提供了 7 種有著不同的靈敏度特性曲線的探測器型號(見圖 5 )。對於(yu) 紫外( UV )波段的應用,可以選用 256/1024 像素的 CMOS 探測器或者深紫外( DUV )增強型 2048 或者 3648 像素 CCD 探測器。在近紅外( NIR )波段,有兩(liang) 種不同的 InGaAs 探測器可以選擇。如果您既需要較寬的波長範圍同時又需要高分辨率,則多通道光譜儀(yi) 是最佳的選擇。
2. 光學分辨率
如果您需要很高的 光學分辨率 ,我們(men) 建議您選擇 1200 線 / 毫米或者更高線對數的光柵( C.D.E 或 F 型),同時選擇窄狹縫和 2048 或 3648 像素的 CCD 探測器。例如,對於(yu) AvaSpec-2048 光譜儀(yi) ,可以選擇 10 微米狹縫來獲得最佳分辨率。(請看光譜儀(yi) 產(chan) 品部分的光學分辨率表)。
3. 靈敏度
說起 靈敏度 ,重要的是要區分開是光度學中的靈敏度(光譜儀(yi) 所能探測到的最小信號強度是多少?)還是化學計量學中的靈敏度(光譜儀(yi) 能夠測量到的最小吸收率差)。
a. 光度靈敏度
對於(yu) 如 熒光 和 喇曼 等需要高靈敏度光譜儀(yi) 的應用,我們(men) 建議選擇采用 2048 像素 CCD 探測器的 AvaSpec-2048 ,而且還要選擇 DCL-UV/VIS 探測器靈敏度增強透鏡、較寬的狹縫( 100 微米或者更寬)或者不安裝狹縫、一個(ge) A 型( 300 線 / 毫米)光柵。 A 型光柵的色散最小,所以它的靈敏度在所有光柵中是最高的。作為(wei) 選項,還可以選用熱電製冷型 CCD 探測器 AvaSpec-2048-TEC ,該型號可以采用長積分時間( 60 秒)來提高信號強度,並可以降低噪聲和提高動態範圍。
表 4 給出了不同類型探測器的光度靈敏度數據,而圖 5 則給出了每種探測器的光譜響應曲線。
b. 化學計量靈敏度
為(wei) 了能探測出兩(liang) 個(ge) 幅值很接近的吸收率數值,不但要求探測器的靈敏度高,還要求信噪比高。信噪比最高的探測器是 AvaSpec-256/1024 光譜儀(yi) 中的 256/1024 像素 CMOS 探測器。而通過在 AvASoft 軟件中把多幅光譜圖平均也可以提高信噪比。
4.測量時間與(yu) 數據傳(chuan) 輸速度
的數據獲取能力可以通過使用陣列型探測器並且不采用運動組件的方式大大提高。然而,對於(yu) 每個(ge) 具體(ti) 應用都有其最優(you) 化的探測器。如對於(yu) 需要快速響應的應用, 我們(men) 推薦使用 AvaSpec -2048 FT 或者 USB2 型 CCD 光譜儀(yi) 。而對於(yu) 那些對數據傳(chuan) 輸時間要求非常嚴(yan) 格的應用,我們(men) 推薦選擇具有 USB2 接口的光譜儀(yi) ,並且隻傳(chuan) 輸一部分像素的數據到計算機來大大縮短數據傳(chuan) 輸時間。一般地, AvaSpec-102 型光譜儀(yi) 是測量速度最快的光譜儀(yi) ,每秒鍾可以掃描 6000 次。
表1 配置快速指南
|
應用領域 |
AvaSpec 光譜儀型號 |
光柵型號 |
波長範圍 (nm) |
鍍膜 |
狹縫寬度(微米) |
FWHM 分辨率 (nm) |
探測器 靈敏度增強鏡 |
消二級衍射效應濾光片 |
消二級衍射效應鍍膜 |
|
生物醫學 |
2048 |
NB |
500-1000 |
無 |
50 |
1.2 |
無 |
475 |
無 |
|
化學 |
1024 |
UA |
200-1100 |
無 |
50 |
2.0 |
無 |
無 |
200-1100 |
|
顏色測量 |
102 |
VA |
360-780 |
無 |
100 |
6.4 |
有 / 無 |
無 |
無 |
|
256 |
VA |
360-780 |
無 |
50 |
3.2 |
無 |
無 |
無 |
|
|
2048 |
BB |
360-780 |
無 |
200 |
4.1 |
有 / 無 |
無 |
無 |
|
|
熒光測量 |
2048 |
VA |
350-1100 |
無 |
200 |
8.0 |
有 |
無 |
350-1100 |
|
果糖測量 |
102 |
IA |
800-1100 |
無 |
50 |
5.4 |
有 |
550 |
無 |
|
寶石鑒定 |
2048 |
VA |
350-1100 |
無 |
25 |
1.4 |
有 |
無 |
350-1100 |
|
高分辨率 測量 |
2048 |
VD |
600-700 |
無 |
10 |
0.07 |
無 |
550 |
無 |
|
3648 |
VD |
600-700 |
無 |
10 |
0.05 |
無 |
550 |
無 |
|
|
輻射測量 |
2048 |
UA |
200-1100 |
UV |
50 |
2.8 |
有 / 無 |
無 |
200-1100 |
|
半導體(ti) 激光器( LD ) |
2048 |
NC |
700-800 |
無 |
10 |
0.1 |
無 |
550 |
無 |
|
發光二極管( LED ) |
2048 |
VA |
350-1100 |
無 |
25 |
1.4 |
有 / 無 |
無 |
350-1100 |
|
激光誘導擊穿光譜( LIBS ) |
2048FT |
UE |
200-300 |
DUV |
10 |
0.09 |
無 |
無 |
無 |
|
2048USB2 |
UE |
200-300 |
DUV |
10 |
0.09 |
無 |
無 |
無 |
|
|
3648USB2 |
UE |
200-300 |
DUV |
10 |
0.07 |
無 |
無 |
無 |
|
|
拉曼光譜 |
2048TEC |
NC |
780-930 |
無 |
25 |
0.2 |
有 |
550 |
無 |
|
薄膜測量 |
2048 |
UA |
200-1100 |
UV |
- |
4.1 |
有 |
無 |
200-1100 |
|
紫外 / 可見 / 近紅外 |
2048 |
UA |
200-1100 |
UV |
25 |
1.4 |
有 / 無 |
無 |
200-1100 |
|
近紅外 |
NIR256-1.7 |
NIRA |
1000-1700 |
無 |
50 |
5.0 |
無 |
1000 |
無 |
|
NIR256-2.2 |
NIRZ |
1000-2200 |
無 |
50 |
10.0 |
無 |
1000 |
無 |
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