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【讨论】使用CCD或者PDA的分光是如何校正波长呢?

紫外可见分光光度计(UV)

  • 对于采用光电管或者光电倍增管的分光的波长校正方法,一般是采用标准物质判断波长的准确度,如果波长不对了,对于最简单的分光,比如721,我们可以调整下波长刻度盘的位置,来校正波长的误差。对于采用电机驱动的自动化程度高的仪器,道理也一样,只不多是由仪器自己完成了。

    那对于采用CCD,或者PDA这些固态检测器的仪器,一般单色器在出厂后就不能再调整了,就是无活动部件,那这种分光是如何实现波长的校准呢?

    再,就单纯的CCD上的每个感光单元来说,每个检测单元都是色盲(就是本身分辨不出波长的大小),那又是怎么识别照射到它上面的波长的呢?

    大家有什么好想法吗?


    这个问题,我想了半天都没想明白,后来在一个文献里,看到一点介绍,有点清楚,不过还是不清楚。


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  • zwyu

    第1楼2009/03/15

    瞎猜一下。
    记得以前在别的仪器上用过一种办法,就是得到谱图后反向去定波长。比如,我有1024个像素,第200和500个像素附近出现了预期的两个极大值(因为我可以用汞灯或想办法出现已知的确定波长,其预知会在195~205像素之间和495~505像素之间出现)。那么,我就可以反推出全部1024像素对应的准确计算波长。当然,用3波长、4波长来定也可以,我一向很懒,就用懒人用的双波长来定,呵呵。

    nemoium 发表:对于采用光电管或者光电倍增管的分光的波长校正方法,一般是采用标准物质判断波长的准确度,如果波长不对了,对于最简单的分光,比如721,我们可以调整下波长刻度盘的位置,来校正波长的误差。对于采用电机驱动的自动化程度高的仪器,道理也一样,只不多是由仪器自己完成了。

    那对于采用CCD,或者PDA这些固态检测器的仪器,一般单色器在出厂后就不能再调整了,就是无活动部件,那这种分光是如何实现波长的校准呢?

    再,就单纯的CCD上的每个感光单元来说,每个检测单元都是色盲(就是本身分辨不出波长的大小),那又是怎么识别照射到它上面的波长的呢?

    大家有什么好想法吗?


    这个问题,我想了半天都没想明白,后来在一个文献里,看到一点介绍,有点清楚,不过还是不清楚。



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  • 祥子

    第2楼2009/03/15

    呵呵,这是我所知道的正确答案。就是用个标准光源,反向定波长。不过好像应用软件可以自动较波长,见过一个美国海洋公司的仪器较波长视频,大概就是做这个。


    zwyu 发表:瞎猜一下。
    记得以前在别的仪器上用过一种办法,就是得到谱图后反向去定波长。比如,我有1024个像素,第200和500个像素附近出现了预期的两个极大值(因为我可以用汞灯或想办法出现已知的确定波长,其预知会在195~205像素之间和495~505像素之间出现)。那么,我就可以反推出全部1024像素对应的准确计算波长。当然,用3波长、4波长来定也可以,我一向很懒,就用懒人用的双波长来定,呵呵。

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  • tutm

    第3楼2009/03/16

    这类仪器校正波长的过程和普通的也差不多,先用滤光片测试,看峰的位置偏离情况,然后使用专门的校正软件输入差值进行补偿。这个补偿都由软件输入到光谱仪芯片中储存起来的。作这个校正的软件都有密码,过程相当于维修,不让一般操作人员动的。

    实际上通过专用软件,检测器上每个像素点的标称对应波长都是可以设置的。

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  • 祥子

    第4楼2009/03/16

    这里有个视频是讲波长校准的,USB4000的

    不过,tutm老师又看不到了,呵呵。

    俺听力不行,听不大懂。


    [flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/2009316183059.swf[/flash]


    原地址:http://www.youtube.com/watch?v=wMpvGXgHEcU

    Wavelength Calibration of Ocean Optics Spectrometers

    tutm 发表:这类仪器校正波长的过程和普通的也差不多,先用滤光片测试,看峰的位置偏离情况,然后使用专门的校正软件输入差值进行补偿。这个补偿都由软件输入到光谱仪芯片中储存起来的。作这个校正的软件都有密码,过程相当于维修,不让一般操作人员动的。

    实际上通过专用软件,检测器上每个像素点的标称对应波长都是可以设置的。

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  • tutm

    第5楼2009/03/16

    这个视频我原先看过,是从海洋光学直接下载的,是m4v格式的,清楚得多。但是文件太大,远远超过网站限制,因此作罢没有上传。
    这个是使用他们专用的汞-氩灯光源校正。一般测溶液吸光度要求没那样高,也可以用滤光片自己校正的,可能精度差些,但是不用花500美元买他校正光源。
    不知你看清没有,他是用移动像素点(pixl)来校正波长的。

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  • 祥子

    第6楼2009/03/16

    是吗,在哪里下呢?

    想了一下,是不是这样理解更好呢。

    把CCD上的感光单元想像成X轴,每个感光单元看成坐标轴上的一个刻度。那光谱扫描时,每个波长的位置就大概确定了。所以,每个感光单元的线度越小,也就是刻度间距越密集,波长的准确度就越高。

    tutm 发表:这个视频我原先看过,是从海洋光学直接下载的,是m4v格式的,清楚得多。但是文件太大,远远超过网站限制,因此作罢没有上传。
    这个是使用他们专用的汞-氩灯光源校正。一般测溶液吸光度要求没那样高,也可以用滤光片自己校正的,可能精度差些,但是不用花500美元买他校正光源。
    不知你看清没有,他是用移动像素点(pixl)来校正波长的。

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  • tutm

    第7楼2009/03/16

    请看这个网址 http://www.oceanoptics.com/tv.asp
    最下面一排中间那个Wavelength Calibration

    你的理解对啊!但应该是:每个感光单元的线度越小,也就是刻度间距越密集,波长的“分辨率”就越高。
    校准波长就是将每个像素标示的波长数值改动一下,“平移”若干个“pixel”,实际上硬件光路一点儿都没有改变。这种设计,波长两边一般都预留有十几到几十个pixel备用,就是为了调整波长的。象uSB4000,两边和中间(少量)共预留了100多个像素点供调整波长用的。

    nemoium 发表:是吗,在哪里下呢?

    想了一下,是不是这样理解更好呢。

    把CCD上的感光单元想像成X轴,每个感光单元看成坐标轴上的一个刻度。那光谱扫描时,每个波长的位置就大概确定了。所以,每个感光单元的线度越小,也就是刻度间距越密集,波长的准确度就越高。

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  • 100cents

    第8楼2009/11/06

    这种光路主要有两部分,光栅分光单元和CCD光电检测单元。我觉得光谱最大分辨应该是由光栅决定的。CCD与光栅分出的单色光斑(确切地说应该是窄带光谱)在位置上是固定的,理想情况下是每个CCD像素点对应一个确定的波长,这样就能区分不同的波长了。实际情况是光栅分出的每条单色光斑有一定的几何尺寸,CCD阵列的像素单元也有一定的几何尺寸。这样,实际获得的光谱分辨率就与这两种尺寸的对应决定了.........可是怎么对应能使分辨率最高呢?

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  • 测测一下

    第9楼2021/08/23

    各位大佬,CCD如何确定波长的,十几年后的后来者我还是没搞懂,你们现在能我答案吗?

    100cents(100cents) 发表:这种光路主要有两部分,光栅分光单元和CCD光电检测单元。我觉得光谱最大分辨应该是由光栅决定的。CCD与光栅分出的单色光斑(确切地说应该是窄带光谱)在位置上是固定的,理想情况下是每个CCD像素点对应一个确定的波长,这样就能区分不同的波长了。实际情况是光栅分出的每条单色光斑有一定的几何尺寸,CCD阵列的像素单元也有一定的几何尺寸。这样,实际获得的光谱分辨率就与这两种尺寸的对应决定了.........可是怎么对应能使分辨率最高呢?

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