1. 产品简介
Maria是一款集成式多通道光纤光谱仪,最多可以支持8个通道。Maria采用非交叉Czerny-Turner光路设计和线阵列CMOS检测器。该产品配置了硬件同步功能, 确保各通道光谱采集曝光时间同步。 最短积分时间可设定到60us。 光谱结构稳定,光谱温漂低等特点。 配套的光谱软件具备光谱无缝拼接, 丰富的光谱降噪、分析算法, 满足多种应用场景, 可根据可以提供软件定制服务。
2. 应用领域
1 等离子体光谱测量
2 原子发射、吸收光谱测量
3 火焰燃烧光谱测量
4 LIBS
5 激光测量
3. 产品特点
(1) 积分时间最短60S,最长可设定有效积分时间65S, 软件具备分段积分功能。
(2) 软件采集、硬件触发、异步复位硬件触发和连续采集、周期采集等多种光谱采集模式,硬件触发延时最低40ns,触发抖动10ns,配置软件复位功能。。
(3) F6高分辨光路设计,光谱数值孔径N.A. 0.08。
(4) 低温漂设计,光路核心部件非螺丝固定,成像端光谱温漂偏差低于0.1 pixel /℃。
(5) 内置电路模拟增益开关, 1-11X倍增益5档可调。
(6) 可适配2048 /4096像素两种规格的检测器,背照式检测器, 紫外响应好, CCD读取噪声低于25RMS。
(7) 丰富数据交互接口,24PIN OI接口;2路ADC,2路DAC,10路GPIO, 2路IIC。 USB 接口, 可根据需求升级RJ45接口。
(8) Key-SMA905接口,光纤插拔一致性偏差低于5%。
(9) 光谱强度信号采用16bit AD 采样,光谱AD采样和数据传输时间低于750s。 连续采集模式最高帧率高于1000帧,软件可验证数据传输效率。
(10) 配置温度传感器, 可实时采集上传检测器温度。
(11) 最宽可达190-1100nm光谱范围选配, 可根据需求选配8通道、5通道和3通道,光谱分辨率高, FWHM最佳低于0.08nm。
(12) 最短积分时间情况,动态范围≧5000:1, 信噪比≧450:1。
(13) 可定制加热温控模块,最大可升温温差30℃,可有效改善温漂问题。
(14) 可升级选配自动暗噪声扣除功能,无需Shutter等可自动扣除检测器读取和固有的热噪声。
(15) 配置windows平台的光谱分析软件UspectralPlus,具备S-G平滑、Whatter平滑等多种平滑算法, AirPLS等基线扣除算法, 具备识别标峰算法,可以选配粒子群、孪生神经网络等多种算法对采集光谱数据进行处理和分析。
(16) 可登录如海云端数据库进行算法识别和数据存储以及管理。
(17) 软件提供多种语言二次开发示例和SDK, 支持Labview,C#, QT+C++, Python等开发语言。
(18) 单通道光谱可配置不同刻线平面闪耀光栅,可以选配3600g/l、2400g/l、1800g/l、1200g/l、900g/l和300g/l等光栅。
(19) 可根据需求配置10m、15m、25m、50m、100m、200m狭缝。 也可根据客户需求定制特定规格的狭缝。
(20) 检测器前可根据需求选配聚光透镜, 聚光透镜可提高10X灵敏度。
(21) 内置消光陷阱,纳米吸光涂层,抑制漫反射杂散光; 消光后的杂散光低于0.1%。
4. 多通道预配配置(光谱实际分辨率不高于标值的120%)
表 4-1八通道光谱仪光谱配置表
通道序号 | 波长范围 | 分辨率 |
1 | 190-330nm | 0.08nm |
2 | 325-450nm | 0.08nm |
3 | 445-550nm | 0.08nm |
4 | 545-625nm | 0.1nm |
5 | 620-750nm | 0.1nm |
6 | 745-850nm | 0.1nm |
7 | 845-960nm | 0.1nm |
8 | 955-1150nm | 0.15nm |
表 4-2 五通道光谱仪光谱配置表
通道序号 | 波长范围 | 分辨率 |
1 | 190-330nm | 0.1nm |
2 | 320-445nm | 0.1nm |
3 | 435-600nm | 0.1nm |
4 | 590-850nm | 0.1nm |
5 | 840-1050nm | 0.2nm |
表 4-3三通道光谱仪光谱配置表
通道序号 | 波长范围 | 分辨率 |
1 | 200-505nm | 0.2nm |
2 | 500-770nm | 0.2nm |
3 | 770-1000nm | 0.2nm |
表 4-4三通道光谱仪光谱配置表
通道序号 | 波长范围 | 分辨率 |
1 | 200-390nm | 0.15nm |
2 | 390-550nm | 0.15nm |
3 | 540-800nm | 0.15nm |
5. 应用指南:LIBS
LIBS(激光诱导等离子体发光)是一种基于光谱的元素分析技术,其中最为核心的部件的是激光器和光谱仪, 要求光谱仪具备良好的温度稳定性和分辨率特性。 下图是一个典型的LIBS架构示意图。
a. 利用半波片和偏振片实现激光能量连续可调,利用相机可以观察样品状态。
b. 采用侧向收集光谱方法优点:
防止光纤探头在LIBS烧蚀样品过程中产生样品溅射污染探头。
能有效的加大探头与样品之间的距离,降低更换样品时误触导致测量误差。
c. 在测量时,对一个点多次激发采集,因为烧蚀坑深度的不断增加,LIBS采集的光谱强度不断下降,采用三维移动平台能有效实现LIBS样品的多点位测量。
LIBS的光谱是都是非常尖锐的峰信号,在光谱数据处理过程需要大量的谱图处理算法和识别建模算法。 如海基于云端的LIBS数据库和算法分析可以提供便捷的数据处理分析工作。
铁矿石的LIBS光谱数据和分析算法界面
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