光纖光譜儀是一種用于測(cè)量光源光譜特性的精密儀器。它具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),如體積小巧、便攜性強(qiáng)、測(cè)量速度快、精度較高以及能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)等。
光纖光譜儀通過(guò)光纖將光引入儀器內(nèi)部,大大增加了測(cè)量的靈活性和便利性,使其能夠在各種復(fù)雜環(huán)境中使用。
光纖光譜儀
紫外可見光纖光譜儀
光纖光譜儀的優(yōu)勢(shì):
模塊化和靈活性:光纖光譜儀通常采用光纖作為信號(hào)耦合器件,這使得用戶可以非常靈活地搭建光譜采集系統(tǒng)。這種靈活性允許光譜儀在不同的實(shí)驗(yàn)和工業(yè)環(huán)境中快速部署和調(diào)整。
快速掃描能力:采用多象元光學(xué)探測(cè)器(如CCD和光電二極管陣列)的光纖光譜儀能夠?qū)φ麄€(gè)光譜進(jìn)行快速掃描,這對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景尤為重要。
低成本:隨著通用探測(cè)器的使用,光纖光譜儀的成本大大降低,使得更多的實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)能夠負(fù)擔(dān)得起,從而擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。
光纖光譜儀主要的結(jié)構(gòu)和部件
入射狹縫:用于限制入射光的寬度,確保光線以較窄的束狀進(jìn)入光譜儀,提高光譜分辨率。
準(zhǔn)直鏡:將通過(guò)狹縫的光線變成平行光,以便后續(xù)的分光處理。
衍射光柵:這是核心分光元件,通過(guò)衍射作用將不同波長(zhǎng)的光分開,形成光譜。
聚焦鏡:將衍射后的不同波長(zhǎng)的光聚焦到探測(cè)器的不同位置上。
探測(cè)器:常見的有電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)探測(cè)器,用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
光纖:用于傳輸光信號(hào),將光源的光引入光譜儀內(nèi)部。
數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng):包括電子電路和相關(guān)軟件,用于采集探測(cè)器輸出的電信號(hào),并進(jìn)行處理和分析,最終得到光譜數(shù)據(jù)。
這些部件協(xié)同工作,使得光纖光譜儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的精確測(cè)量和分析。
光纖光譜儀的測(cè)量原理基于光的色散和光電轉(zhuǎn)換。當(dāng)光線通過(guò)光纖進(jìn)入光譜儀后,首先會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)入射狹縫,將光線限制在一個(gè)狹窄的路徑上。然后,光線會(huì)照射到一個(gè)衍射光柵上。衍射光柵會(huì)根據(jù)光的波長(zhǎng)將其分散開來(lái),形成不同波長(zhǎng)的光帶。這些分散的光通過(guò)聚焦鏡聚焦到探測(cè)器上,探測(cè)器通常是電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。探測(cè)器能夠?qū)⒉煌ㄩL(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由于不同波長(zhǎng)的光在探測(cè)器上的位置是固定的,通過(guò)測(cè)量探測(cè)器上各個(gè)位置的電信號(hào)強(qiáng)度,就可以得到光在不同波長(zhǎng)處的強(qiáng)度分布,從而獲得被測(cè)量光源的光譜信息。總之,光纖光譜儀通過(guò)對(duì)入射光的分光和光電轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的精確測(cè)量。
光纖光譜儀在各領(lǐng)域的應(yīng)用
在材料科學(xué)領(lǐng)域:光纖光譜儀是探索新材料特性的得力工具。它能夠精確分析材料對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收、反射和透射特性,為材料的研發(fā)和質(zhì)量控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。無(wú)論是研究新型半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu),還是評(píng)估金屬材料的表面涂層質(zhì)量,光纖光譜儀都發(fā)揮著作用。
在化學(xué)分析行業(yè):其統(tǒng)治地位更是顯著。通過(guò)對(duì)樣品的光譜分析,能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出各種化學(xué)物質(zhì)的成分和濃度。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣、水和土壤中的污染物,為環(huán)境保護(hù)提供及時(shí)、可靠的依據(jù)。在制藥領(lǐng)域,能夠精確檢測(cè)藥物成分,確保藥品的質(zhì)量和安全性。
在生命科學(xué)領(lǐng)域:光纖光譜儀也大放異彩。它可以用于細(xì)胞和生物分子的研究,例如測(cè)量細(xì)胞內(nèi)的熒光標(biāo)記物,分析蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)和功能。在醫(yī)學(xué)診斷中,能夠進(jìn)行微創(chuàng)的疾病檢測(cè),如通過(guò)光譜分析血液成分來(lái)診斷疾病。
在工業(yè)生產(chǎn)中:光纖光譜儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。在食品加工行業(yè),檢測(cè)食品中的營(yíng)養(yǎng)成分和有害物質(zhì);在半導(dǎo)體制造中,監(jiān)控工藝過(guò)程中的薄膜厚度和成分。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力有助于提高生產(chǎn)效率,降低次品率,保障產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
總之,光纖光譜儀以其高靈敏度、快速響應(yīng)、便攜性和多用途的特點(diǎn),在材料科學(xué)、化學(xué)分析、生命科學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)等眾多行業(yè)的檢測(cè)中占據(jù)著統(tǒng)治地位。它不僅推動(dòng)了科學(xué)研究的深入發(fā)展,也為工業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來(lái)了巨大的便利和效益,成為了現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)中重要力量。
光纖光譜儀在燃料檢測(cè)中的應(yīng)用
產(chǎn)品說(shuō)明
NanoCalc薄膜反射光譜儀系統(tǒng)
薄膜的光學(xué)特性主要有反射和干涉.NanoCalc薄膜反射光譜儀系統(tǒng)可以用來(lái)進(jìn)行10nm~250μm的膜厚分析測(cè)量,對(duì)單層膜的分辨率為0.1nm。根據(jù)測(cè)量軟件的不同,可以分析單層或多層膜厚。
產(chǎn)品特點(diǎn)
可分析單層或多層薄膜
分辨率達(dá)0.1nm
適合于在線監(jiān)測(cè)
操作理論
兩種測(cè)量薄膜的特性的方法為光學(xué)反射和投射測(cè)量、橢圓光度法測(cè)量。NanoCalc利用反射原理進(jìn)行膜厚測(cè)量。
查找n和k值
可以進(jìn)行多達(dá)三層的薄膜測(cè)量,薄膜和基體測(cè)量可以是金屬、電介質(zhì)、無(wú)定形材料或硅晶等。NanoCalc軟件包含了大多數(shù)材料的n和k值數(shù)據(jù)庫(kù),用戶也可以自己添加和編輯。
應(yīng)用
NanoCalc薄膜反射材料系統(tǒng)適合于在線膜厚和去除率測(cè)量,包括氧化層、中氮化硅薄膜、感光膠片及其它類型的薄膜。NanoCalc也可測(cè)量在鋼、鋁、銅、陶瓷、塑料等物質(zhì)上的抗反射涂層、抗磨涂層等。