模块式拉曼系统模块式拉曼系统为二次设备开发以及灵活的实验架构提供了便利。整套系统通常包含有光谱仪,激光器,探头和采样支架,配合操作软件和二次编程工具,用户可以方便地将拉曼测试系统集成到自己的设备中。下面对如何选择各个组成模块做一下介绍。光谱仪由于拉曼信号通常极其微弱,拉曼散射大约占总的光散射的百万分之一,因此对于光谱仪的灵敏度和信噪比的要求会比较高。我们建议采用进口的高性能光纤光谱仪,推荐MAYA2000PRO或者QE65000这两种型号。 MAYA2000PRO MAYA2000PRO是一款高性价比的光纤光谱仪,兼具高灵敏度,高信噪比以及高分辨率。非常适合用于拉曼光谱的测试,以及二次设备集成。其探测器采用的是日本滨松的面阵背照式CCD,在紫外和近红外区的量子效率都是大大优于普通的线阵CCD,而拉曼测试大多采用785nm的激发波长,通过配置相应的光栅,MAYA2000PRO可以测试200-4000cm-1的拉曼频移,分辨率可以达到8cm-1或者更高,对于一些常规的物质鉴定和识别都是足够的。上图,MAYA2000PRO探测器的量子效率曲线MAYA2000PRO的探测器没有包含热电致冷模块,不适合用于长时间积分的测量,例如需要长达数分钟积分时间的应用,但是,在实际应用中,由于MAYA2000PRO的灵敏度很高,以及高信噪比(450:1),所以大部分拉曼光谱的测试时间可以在10秒以内完成,因此,MAYA2000PRO完全可以胜任大多数的应用场合。 油品的拉曼图谱,用MAYA2000PRO测试,积分时间500ms,785nm,300mW激光 以下是MAYA2000PRO的规格参数,标准配置50um狭缝,拉曼频移范围200-4000波数,分辨率~10波数 探测器 型号:Hamamatsu S10420构造:背照式, 2D热电致冷:无像素数:全部像素: 2068X70有效像素: 2048x64像素尺寸:14 µ m 平方探测器有效范围(mm):28.672 水平0.896 垂直阱深:200Ke-峰值量子效率:75%QE @ 250 nm:65%光谱仪 积分时间:6 ms - 5 秒A/D 转换:16 bit 500 kHz动态范围:12000:1信噪比:450:1非线性偏差:~4.0%校正后非线性:1.0%灵敏度:~0.32 Counts/e- QE65000跟MAYA2000PRO相比,QE650000主要改进是加装了探测器的热电致冷模块以及更低噪声的电路系统,因此可以大幅降低电子噪声,在长时间积分的测试中表现优异,可以获得极高信噪比的图谱。当然,QE65000的成本也会比MAYA2000PRO高出大约一倍的费用。 除了拉曼光谱检测,QE65000也适合很多其他弱信号的测试,例如荧光、DNA测序、天文学等。 技术参数物理外观尺寸182 mmx 110 mm x 47 mm重量1.18kg(不包括电源)检测器探测器型号滨松S7031-1006检测范围200-1100 nm像素1024 x 58 (总像素1044 x 64);像素尺寸24.576平方微米像素井深1000Ke-灵敏度~0.065 counts/e-量子效率90%峰值 250 nm处65%光学平台设计f/4,交叉对称的Czerny-Turner光路焦距输入和输出均为101.6mm入射孔径5, 10, 25, 50, 100或200 &mu m宽度的狭缝,或光纤(无狭缝)可选的光栅14种可选光栅,紫外到近红外HC1-QE型光栅紫外到近红外可选的OFLV滤光片OFLV-QE (200-950 nm) OFLV-QE-250 (250-1000 nm) OFLV-QE-300 (300-1050 nm) OFLV-QE-350 (350-1100 nm) OFLV-QE-400 (400-1150 nm)其它滤光片长通OF-1系列滤光片校准和聚光镜标配紫外增强无需增强,探测器本身具有优异的紫外响应光纤连接SMA905型连接器,与0.22孔径单股光纤相连光学特性波长范围由光栅决定光学分辨率0.14~7.7nm半最大值全波(FWHM)信噪比1000:1(全信号时)A/D转换分辨率16位暗噪声3 RMS计数点动态范围7.5 x 109 (系统),25000:1(单次操作)积分时间8毫秒~15分钟杂散光600nm时小于0.08%;435nm时为0.4%修正后线性度99.8%电子特性功率消耗500mA,5V直流(无热电冷却)3A,5V直流(热电冷却)数据传输速度扫描到内存:USB2.0接口为7ms,USB1.1接口为18ms,串口为300ms输入/输出10个集成的用户可编程的数字GPIO(通用输入输出接口)模拟通道无自动归零有数据输出外接盒兼容性HR4-BREAKOUT型触发模式4种发送脉冲功能有传送延时功能无连接器30针连接器开机时间小于5s暗电流25℃下4000e/像素/秒;0℃下200e/像素/秒电脑连接操作系统Windows 98/Me/2000/XP操作系统,带USB接口的Mac OS X 或Linux操作系统;带串口的32-bit Windows操作系统电脑连接480 Mbps下USB 2.0 ;115.2 K baud下RS-232外围设备SPI (3现);I2C内积分电路温度与热电冷却温度范围-15 ℃~50.0℃;无冷凝现象定点温度软件控制,最低定点温度在环境温度40℃以下时最低-15℃稳定性设置温度2分钟之内跳动不超过+/-0.1℃激光器拉曼光谱测试都需要用到高功率,高稳定,窄线宽的激光光源,常用的波长主要是785nm,532nm。785nm的最大激光功率一般要求300mW以上,532nm的最大激光功率在50um以上。线宽也要优于0.2nm。在这里,我们主要推荐国产的SPL系列,以及进口的LASER-785-LAB系列。 SPL-785系列 由于国内的激光器研发相当成熟,产品的性能已经达到国际先进水平,加上相对低廉的价格,SPL系列对于拉曼应用来说,是具有极高性价比的选择。 得益于先进的TEC温度控制系统,SPL-785具有非常优秀的温度稳定性,能够在外界温度变化的环境中稳定地工作。 典型光谱测试数据 技术指标 噪声:1% RMS(10Hz-100MHz)输出光纤:建议105um,0.22 N.A. 标准耦合效率75%可以根据具体需求定制预热时间:15分钟工作温度:-10 ° C到45 ° C稳定性:1% RMS 在8小时内湿度:5-95% 无结露激光器寿命:10,000 小时功耗: 3.0 A@ 5 VDC输出功率(CW): 可选最大350mw 或者500mw峰值波长:785 +/- 0.5 nm光谱线宽:0.2 nm (典型值)上升时间:500 ms控制:TTL 信号模块-- 0 到100kHz接头:SMA 905 或者FC (可以定制)光谱稳定性(温度)0.005nm/℃(典型) SPL-532系列 技术指标 噪声:1% RMS(10Hz-100MHz)输出光纤:可定制(105um, 0.22N.A default)预热时间:15 分钟工作温度:-10 ° C到45 ° C稳定性:1% RMS in 8 hours湿度:5-95% 无结露激光器寿命:10,000 小时功耗: 3.0 A@ 5 VDC输出功率(CW): 100mw (典型), 可以达到120mw峰值波长:532 +/- 0.5 nm光谱线宽:0.1 nm上升时间:500 ms控制:TTL 信号模块-- 0 to 100 kHz接头:SMA 905 或者FC (可以定制)光谱稳定性(温度)0.005nm/℃(典型) 典型光谱测试数据可以选购的型号SPL-785785 nm 稳频多模激光器,最大输出功率300mW,线宽0.2nm,SMA光纤接口SPL-785-HP 785 nm 稳频多模激光器,最大输出功率500mW,线宽0.2nm,SMA光纤接口SPL-785-OEMOEM型号,可以为工业客户定制接口SPL-532 532nm 稳频多模激光器,最大输出功率50mW,线宽0.1nm,SMA光纤接口SPL-532-HP 532nm 稳频多模激光器,最大输出功率100mW,线宽0.1nm,SMA光纤接口SPL-532-OEMOEM型号,可以为工业客户定制接口 LASER-785-LAB系列LASER-785-LAB系列进口激光器具有输出功率高,窄线宽和光谱稳定的特性。激光器内置温度控制器可以将峰值波长锁定,不会受到外界温度变化的影响(-10 º C 到+55 º C)。其边模抑制比优于40 dB,可以获得极高的信噪比,非常适合拉曼应用。同时该激光器也配有高性能的电子驱动和温度控制单元。 LASER-785-LAB激光谱线分析图110 mmx 89 mm x 53 mm 重量:600 克噪声:0.5% RMS输出光纤:100 µ m @ 0.22 NA预热:15 分钟工作温度:-10 ° Cto 40 ° C稳定性:3% 峰峰值8 小时内工作湿度:5-95% 无结露寿命:10,000 小时功耗: 3.0 A@ 5 VDC输出(CW): 500 mW峰值波长:785 +/- 0.3 nm光谱线宽:0.2 nm (典型)上升时间:500 msec控制:TTL 信号模块-- 0 到100 kHz接口:SMA 905 可以选购的型号:LASER-785-IP-LAB785 nm 光谱稳定多模激光器,输出功率 350mW,FC 接口,功率不可调LASER-785-LAB-ADJ785 nm 光谱稳定多模激光器,输出功率 350mW,FC 接口,功率可调LASER-785-LAB-ADJ-S785 nm 光谱稳定多模激光器,输出功率 350mW,SMA接口,功率可调 拉曼探头拉曼探头是一种集成多种光学元件的光纤探头,能够过滤掉收集到的激光谱线,提取微弱的拉曼信号,因此对制造工艺的要求相当高。目前能够提供商业化拉曼探头的品牌主要是美国的Inphotonics公司,该公司提供全系列的探头产品,不仅仅可应用于实验室,也可以用于工业现场。 RamanProbeTM这一款拉曼探头是Inphotonics的主打产品,体积小巧(4" 长x 0.5" 直径),是非常灵活的实验室测量工具。拉曼探头可以用来直接测量固体或者通过透明的比色皿测量液体。拉曼探头需要根据激光额波长来配置,所以请在订购的适合指定相应的波长。 专利的技术可以对瑞利散射大幅度衰减108。同时也消除了探头内部的背景散射,提高了信号质量。RamanProbe 可以完全消除在250 cm-1 之前的杂光,目前只有Inphotonics的产品可以做到。 采样头不锈钢,圆柱形探头0.5"直径(12.7 mm) x 4" 长度(76 mm),带有集成光学元件光谱范围250 - 3900 cm-1 (Stokes)*激发波长488, 514, 532, 632, 670, 785, 830, 976 nm, 其他波长需要定制工作距离5 mm (标准),最大可以达到10 mm (定制)光纤配置永久固定的两根光纤(105 µ m激发光纤,200 µ m 标准收集光纤)以及滤光元件,N.A. 0.22滤光效率专利设计可以滤除瑞利谱线和来自输入输出光纤的石英光谱(O.D. 8 @激光波长)物理性能非常结实的探头和光纤,可以承受物理撞击,可以被加热到80º C.选项:高温版本可以承受到200º C光纤长度5 m标准长度。(定制: 最大200 m)安全措施发射指示器(标配)Class I 可选配采样支架 耦合系统标配FC 或者SMA 905 接头 RamanProbe IITMRamanProbe II 是专门为浸入式溶液测量的应用开发的拉曼探头,头部长度是8",外层套管可以拆卸,这些特点使得探头可以用于真正的原位溶液分析。探头的焦距可以根据测量的溶液类型进行调节。标准的浸入式套管材料是不锈钢,带有一个蓝宝石窗口。套管拆除后,探头可以继续用于固体和比色皿的测试。规格参数采样头不锈钢圆柱形探头,带有外套管,总的直径5/8" (15.8mm) x 8" (230 mm) 长度激发波长514, 532, 632, 670, 785, 830 nm其他波长需要定制光谱范围250 - 3900 cm-1 (Stokes)*工作距离可以根据测量溶液的粘稠度来优化光纤配置永久固定的两根光纤(105 µ m激发光纤,200 µ m 标准收集光纤)以及滤光元件,N.A. 0.22滤光效率专利设计可以滤除瑞利谱线和来自输入输出光纤的石英光谱(O.D. 8 @激光波长)物理性能探头部分可以承受最高温度200º C。蓝宝石窗密封在不锈钢套管内,也可以选配石英窗片,适合633 和670 nm激发光纤长度5 m std. (选配: 最大200 m)安全措施发射指示器(标配)Class I 可选配采样支架 耦合系统标配FC 或者SMA 905 接头 RPB 实验室级探头RPB拉曼探头是一款高性价比的产品,适合一般的实验室测量。 规格尺寸采样头阳极铝探头, 4.2" x 1.5" x 0.5" (107 x 38 x 12.7 mm ), 配有1.5" 长度(38 mm) 不锈钢探棒 拉曼频移300 - 3900 cm-1 (Stokes)*激发波长514, 532, 632, 670, "785" (782-788), 830 nm (激光波长必须是+/- 1.5 nm 指定波长,除了785 nm 版本)工作距离7.5 mm (std.), 5 or 10 mm 可选光纤配置永久固定的两根光纤(105 µ m激发光纤,200 µ m 标准收集光纤)以及滤光元件,N.A. 0.22滤光效率专利设计可以滤除瑞利谱线和来自输入输出光纤的石英光谱(O.D. 6 @激光波长)物理性能最高工作温度为80º C光纤长度1.5 m安全措施手动的快门调节激光输出;Class I 样品支架可选 耦合系统标配FC 或者SMA 905 接头 支架根据您的测量需求,可以提供定制拉曼支架。例如带有一维调整的平台,或者不同类型比色皿的适配器。 附件HG-1波长标定光源产品介绍小巧,低成本的HG-1汞灯适合用于UV-VIS-NIR光谱系统的波长校准光源。HG-1能够发射汞氩元素的谱线,光谱范围是253-922 nm,氩元素二级谱线,光谱范围可到达1700nm,可用于快速,可靠的波长标定。HG-1的机身背面可以找到汞和氩元素的辐射谱线数据。主要特点HG-1光源通过光纤和光谱仪连接,进行波长标定,通过EXCEL电子数据表或计算器回归计算,得到标定系数。HG-1提供12VDC电源(包括系统)或9V电池(不包括)。 输出汞氩低压力气体光谱范围253-1700 nm尺寸125.7 x 70 x 25.8功耗250 mA at 12 VDC电源12 VDC 变压器(包括) 或9 VDC 电池(额外)内电压 30 kHz时600伏特灯泡寿命~ 3,500 小时(在20 mA)稳定性~1分钟孔径3 mm连接器SMA 905 波长标定附件PS-HG1-ADP波长标定适配器是一种1-cm尺寸的比色皿形状的附件,可以安装到1-cm比色皿支架,通过光纤连接HG-1。适配器可用于带有比色皿支架的分光光度计的波长标定。谱镭光电也可以提供专业的拉曼分析软件Analyze IQ系列,介绍如下,Analyze IQ Lab 能够快速精确地处理光谱数据和识别物质种类,它具有直观易用的界面,帮助您提高测试效率,降低出错风险。 Analyze IQ Lab 提供快速精确的分析方法,将复杂的光谱数据变成决策参考,不仅包含成熟的化学计量建模方法,还有包含创新技术的数据挖掘方法。建模向导允许您快速可靠地构建,评估和优化复杂模型。Analyze IQ Lab 被应用于商业研发,学术研究实验室和很多创新解决方案提供商。除了标准的化学计量学技术,例如PCR,Analyze IQ Lab还为用户提供了用于光谱分析的创新分析工具。测试结果表明,这些专利方法比起标准技术更加精确,尤其是在分析复杂光谱的场合。 Analyze IQ Lab 拥有一个美观的界面,可以处理标准的光谱数据格式,也可以定制处理用户指定的格式。 Analyze IQ Lab特点:ü 创新的基于模型的方法,获取快速精确的识别结果ü 直观的用户界面,步骤清晰的使用向导ü 多种光谱预处理选项ü 可以处理标准的光谱数据格式,可以定制处理特殊格式ü 综合的图形显示效果,直观地观察预处理和模型的性能。 Analyze IQ Lab的模型驱动的光谱分析方法,为您提供以下功能:ü 采用预先建好的模型来处理数据ü 易于构建新的模型,针对您的数据类型设计,操作向导按步操作,简单清晰ü 可以选择定量和定性分析工具,取决于您的研究目标ü 大量建模方法可选,从标准的化学计量方法到创新的专利技术ü 在最终确认前,评估,优化和改进您的模型ü 数据图形化显示,并且可以导出结果 Analyze IQ Spectra ManagerAnalyze IQ Spectra Manager 可以储存和组织有用的化学品光谱和相关信息,界面直观且易于操作。 您的图谱是有价值的资产:Spectra Manager 帮助您存储和管理图谱和相关信息。虽然没有应用LIMS软件那么高的成本,但是Spectra Manager 可以很好地替代一般文件夹式的管理方法,图谱相关的信息可以很好地保存并且一起显示。Spectra Manager的特点包括:· 可以保存 CAS注册号和QA细节· 通过IUPAC和普通名称调用和列出图谱· 对于混合物,所有相关的数据会集中起来,您可以跟踪含有相同物质的所有混合物。· 无缝衔接 Analyze IQ Lab, 可以方便地选取光谱转到Analyze IQ模型中分析。上图,左边列出图谱名称,右边显示图谱 下图显示了样品信息界面,输入混合物图谱,用户可以添加很多附加信息,(提供商,批号,外观,纯度,IUPAC名称,普通名称等) 软件试用网址, Raman Spectra Library拉曼图谱库Spectra Manager 的用户可以购买我们的Raman Spectra Library拉曼图谱库,一套精心编制的1868幅图谱的拉曼图谱库。它包含了大量常用有机物的图谱,包括实验室化学品,危险物质,研究用化学品,以及溶剂混合物等。对于每幅图谱,它包括具体成分和附加信息,诸如生产商,批号,外观,纯度,IUPAC名称,普通名称以及其他细节。谱库分成两个子集,可以分开或者一起购买:实验室物质拉曼图谱: 包含 1103 幅图谱,涵盖899种物质,每种物质只有一种鉴定过的主成分。混合物拉曼图谱: 包含765种 实验室制作的混合物图谱, 每种混合物包含2-4种成分。对于单一混合物图谱,提供了每种成分的信息和预期浓度值。完整版拉曼图谱库: 包含所有的1868 幅图谱。 Raman Spectra Library 作为搭配Spectra Manager的附件来销售, 谱库的图谱可以做为Analyze IQ Lab建模时的数据来使用,完全集成到Spectra Manager。内容列表可以在以下网址下载,下图是一幅混合物图谱的信息数据: 10% Acetonitrile + 80% Methanol + 10% Water.
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