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AvaSpec光譜儀典型應用

星之球科技 來源:晨輝光電2012-01-18 我要評論(0 )   

AvaSpec光譜儀(yi) 係統擁有多種平台,包括不同的電子係統、光學平台和探測器。它是針對不同領域的應用而設計的,基於(yu) 功能強大的微處理器係統,具有獨立工作的能力,多通道型...

 典型應用
   AvaSpec光譜儀(yi) 係列的應用領域非常廣泛,如農(nong) 業(ye) 、天文、汽車、生物、化學、鍍膜、色度計量、環境檢測、薄膜工業(ye) 、食品、寶石檢測、LED檢測、印刷、造紙、喇曼光譜、半導體(ti) 工業(ye) 等。下麵介紹一些典型應用。
1.顏色測量色度儀(yi) ,色度計
  一般來說,物體(ti) 和濃稠液體(ti) 的顏色測量可以使用不同的實驗布局,比如使用反射型光纖探頭或積分球。在該測量中,可以使用波長範圍在380到780nm,分辨率(FWHM)為(wei) 5nm的光譜儀(yi) ;此外,還需要白光連續光源和白色反射瓦。對於(yu) 測量紡織品、紙張、水果、葡萄酒、鳥類羽毛顏色等不同的應用可以使用不同的光纖探頭。應用反射光譜的顏色測量的典型實驗布局如圖所示。
2.紫外/可見吸收光譜測量
 液體(ti) 的吸收率測量可以用不同的實驗布局和波長範圍來實現,如使用浸入型光纖探頭或流動樣品池進行在線吸收率測量,或使用樣品固定器進行樣品的吸收率測量。對於(yu) 測量紫外/可見波長範圍的光譜儀(yi) ,可以選擇波長範圍200-1100nm、分辨率1.4nm(FWHM)。此外還需要氘-鹵素燈作為(wei) 光源。不同的應用可以選擇不同的光纖探頭。吸收率測量的典型實驗布局如圖所示。

 


3.發射光譜測量
  發射光譜測量可以用不同的實驗布局和波長範圍來實現,還要用到餘(yu) 弦校正器或積分球。發射光譜測量可以在紫外/可見和可見/近紅外波長範圍內(nei) 測量。
對於(yu) 發射光譜的絕對測量,光譜儀(yi) 可以配置成波長範圍從(cong) 200-400nm或350-1100nm,或組合起來實現紫外/可見200-1100nm,並可以在Avantes公司的定標實驗室裏進行輻射定標。定標後的實驗布局不能改變,如光纖和勻光器都不能更改。
為(wei) 了使實驗布局更靈活,用可見/近紅外定標光源(AvaLight-HAL-CAL)或紫外/可見/近紅外定標光源(AvaLight-DH-CAL)可以在用戶現場進行定標。功能強大的AvaSoft-IRRAD軟件可以完成定標並載入輻射定標數據。發射光譜測量的典型實驗布局如圖所示。
4.LED測量
  最簡單而且迅速地測量LED的整個(ge) 光通量的方法就是使用一個(ge) 積分球,並把它連接到一個(ge) Avantes公司的光譜儀(yi) 上。該係統可以用鹵素燈進行定標(AvaLight-HAL-CAL-ISP),然後用AvaSoft-IRRAD軟件從(cong) 測量到的光譜分布計算出相關(guan) 參數,並實現輻射量的絕對測量。所測光源的光譜發光強度還可以用μW/cm2/nm來計算、顯示並存儲(chu) 。另外的窗口還可以顯示大約10個(ge) 參數:輻射量μW/cm2, μJ/cm2, μW或μJ;光通量lux或lumen,色軸X, Y, Z, x, y, z, u, v和色溫。LED測量的典型實驗布局如圖所示。

 

 

5.薄膜厚度測量  AvaSpec的膜厚測量係統基於(yu) 白光幹涉測量原理,可以測量的膜層厚度10nm-50μm,分辨率為(wei) 1nm。薄膜測量在半導體(ti) 晶片生長過程中經常被用到,因為(wei) 等離子體(ti) 刻蝕和澱積過程需要監控;其它應用如在金屬和玻璃材料基底上鍍透明光學膜層也需要測量膜層厚度。配套的AvaSoft-ThinFilm應用軟件包括豐(feng) 富的各種常用材料和膜層的n值和k值,可以實現膜層厚度的在線監測,並可以輸出到Excel文件進行過程控製。薄膜厚度測量的典型實驗布局如圖所示。
6.真空室鍍膜過程監控  光纖光譜儀(yi) 為(wei) 真空室內(nei) 鍍膜過程的監控提供了一種靈活的測量手段,它可以方便地把光引入並引出真空室或潔淨工作倉(cang) ,同時選擇鍍膜過程分析所需要測量的參數。在實際的在線生產(chan) 中,可以在工作倉(cang) 中放置幾個(ge) 探頭來檢測整個(ge) 生產(chan) 過程。圖示為(wei) 真空室鍍膜過程監控的典型實驗布局。在這裏一個(ge) 反射型光纖探頭用來在線監測鍍膜過程。氘-鹵素燈發出的光被導入真空室並傳(chuan) 導到反射探頭上,反射光由反射探頭傳(chuan) 導到光譜儀(yi) 中;也可以再增加一個(ge) 通道作為(wei) 參考測量來補償(chang) 光源的波動。

 


7.氧濃度傳(chuan) 感器

氧濃度傳(chuan) 感器包括一個(ge) 光纖熒光探頭,探頭表麵鍍有專(zhuan) 利技術的膜層,並使用一個(ge) 藍光LED作為(wei) 激發源,還有一台高靈敏度的微型光譜儀(yi) 。該傳(chuan) 感器應用熒光技術測量氧的絕對含量,樣品產(chan) 生的熒光反射回探測器上。當氣態或液態樣品中的氧擴散到探頭的膜層上時,就會(hui) 使熒光猝滅,猝滅的程度與(yu) 樣品中的氧的濃度是相關(guan) 的。
  AvaSoft-OXY應用軟件可以同時校正傳(chuan) 感器並監測氧的濃度。氧濃度測量的典型實驗布局如圖所示。
8.寶石成分檢測
  顏色是判斷鑽石成色的決(jue) 定因素之一,天然鑽石和人造鑽石可以用波長範圍在400-750nm的光檢測出來。在天然Ia類鑽石的吸收譜中可以發現415nm和478nm的特征波長,而人造鑽石在該波長處則沒有吸收峰。人造鑽石中可以探測到592nm和741nm的波長。而且天然鑽石和人造鑽石的吸收峰幅值相差近10倍。當然其它寶石也可以用這種方法檢測,如紅寶石、紫翠玉、藍寶石等。寶石成分檢測的典型實驗布局如圖所示。

 


9.熒光測量  熒光光譜儀(yi) 係統
  在許多應用領域如生物學(葉綠素和類胡蘿卜素)、生物醫學(惡性病的熒光診斷)和環境應用中都需要用到熒光檢測技術。熒光檢測通常需要高靈敏度光譜儀(yi) (積分時間大於(yu) 5秒時選用AvaSpec-2048TEC)。在大多數應用中熒光能量僅(jin) 為(wei) 激發光能量的3%,波長要長於(yu) 激發光,而且時散射光。在熒光測量係統中,一定要避免激發光進入到光譜儀(yi) 中。熒光測量的典型實驗布局如圖所示。
10.生物醫學應用

  在過去的十年中,Avantes公司幫助許多用戶進行了血成分分析的非侵入式和侵入式的光譜學測量手段,測量了許多重要的醫學指標,如組織和紋理中的氧濃度、血色素、細胞色素和水濃度等。非侵入式檢測係統包括AvaSpec-2048單通道微型光纖光譜儀(yi) 、AvaLight-HAL鹵鎢燈和反射型光纖探頭,而侵入式檢測係統則使用了一根植入於(yu) 導管中的特殊的反射型光纖探頭。
  在需要連續測量氧濃度、血色素的氧化和去氧化過程的醫學應用中,該係統得到了成功的應用。 生物醫學應用的典型實驗布局如圖所示。
 


11.喇曼光譜測量
  AvaRaman拉曼光譜儀(yi) 係統是一台高度集成化而且價(jia) 格很低的係統,適用於(yu) 需要喇曼測量的應用領域。AvaRaman喇曼係統包括半導體(ti) 激光器, AvaSpec-2048光纖光譜儀(yi) ,和多種可選光纖探頭和AvaSoft-Raman應用軟件。
  AvaRaman拉曼光譜儀(yi) 係統有量個(ge) 基本型:1。低成本非冷卻型,分辨率25cm-1。2。高性能TE致冷型,分辨率10cm-1。
  AvaRaman拉曼光譜儀(yi) 係統特別適用於(yu) 反應過程監控、產(chan) 品識別、遙感,水溶液、凝膠體(ti) 和其它介質中高散射粒子的判定。AvaRaman拉曼光譜儀(yi) 係統的光源也可以選擇50mW或100mW的532nm固體(ti) 綠光激光器、氬離子激光器或HeNe激光器。
 12.顏色混合及匹配
  Mix2Match軟件可以與(yu) AvaMouse或SpectroCam配合使用,也可以與(yu) 其它能用於(yu) 顏色測量的AvaSpec光譜儀(yi) 配合使用。主要的應用領域是印刷業(ye) 、印染業(ye) 和繪畫業(ye) 。
Mix2Match是顏色匹配軟件,它的主要功能是創建一個(ge) 新顏色與(yu) 數據庫中的已知顏色進行比對並進行校正,也可以創建一個(ge) 新顏色來與(yu) 著色文件中的顏色進行比對。

13.材料(金屬/非金屬)成分檢測 

LIBS(激光誘導熒光)技術是基於(yu) 激光束聚焦到被測樣品上所產(chan) 生的物質電離過程,電子的再結合會(hui) 發光,對該光譜進行分析研究可以得到被測物質的成分。
  LIBS技術最初是由美國Los Alamos國家實驗室的David Cremers研究小組在二十多年前發明的。從(cong) 此以後,LIBS技術成功地被用於(yu) 痕量元素的檢測和惡劣環境下的在線成分分析等應用中。
 根據所分析的元素不同,LIBS技術可以探測ppm到ppt級的含量。而且不需要對所測樣品進行預加工(如拋光,溶解等),可以分析固態、液態、氣態樣品。
 AvaLIBS是一款結構緊湊、操作簡便、分析結果準確的分析係統。它把高能YAG激光束聚焦到樣品上,然後同軸收集產(chan) 生的信號光,並用高分辨率、多通道、快觸發型AvaSpec-2048FT光譜儀(yi) 進行分析。

14.園藝測量

HortiSpec園藝測量光譜儀(yi) 被開發用於(yu) 測量溫室中可見光和近紅外光區域內(nei) 的光強度和光譜分布。

光的強度和光強的譜線分布是影響植物的生長和光合作用的非常重要的因素。對於(yu) 光強度,可以通過經由輻射校準過的HortiSpec準確地測量出光子數和其他參數,專(zhuan) 門針對園藝學測量。HortiSpec光譜儀(yi) 可以通過藍牙接口無線連接到遠程計算機。計算機可以用來控製溫室中濾光鏡的移動或者控製特殊的燈泡。

 

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