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高分辨率光谱仪常用的应用

发布时间:2018-11-02      点击次数:834
   高分辨率光谱仪常用的应用主要有以下各个方面。
  1.发射光谱测量
  发射光谱测量可以用不同的实验布局和波长范围来实现,还要用到余弦校正器或积分球。发射光谱测量可以在紫外/可见和可见/近红外波长范围内测量。
  对于发射光谱的测量,光谱仪可以配置成波长范围从200-400nm或350-1100nm,或组合起来实现紫外/可见200-1100nm,并可以在定标实验室里进行辐射定标。定标后的实验布局不能改变,如光纤和匀光器都不能更改。
  为了使实验布局更灵活,用可见/近红外定标光源或紫外/可见/近红外定标光源可以在用户现场进行定标。定标并载入辐射定标数据。
  2.拉曼光谱测量
  拉曼光谱仪系统是一台高度集成化而且价格很低的系统,适用于需要拉曼测量的应用领域。拉曼系统包括半导体激光器,光纤光谱仪,和多种可选光纤探头和Raman应用软件。
  拉曼光谱仪系统有量个基本型:1。低成本非冷却型,分辨率25cm-1。2。高性能TE致冷型,分辨率10cm-1。
  拉曼光谱仪系统特别适用于反应过程监控、产品识别、遥感,水溶液、凝胶体和其它介质中高散射粒子的判定。拉曼光谱仪系统的光源也可以选择50mW或100mW的532nm固体绿光激光器、氩离子激光器或HeNe激光器。
  3.颜色测量
  一般来说,物体和浓稠液体的颜色测量可以使用不同的实验布局,比如使用反射型光纤探头或积分球。在该测量中,可以使用波长范围在380到780nm,分辨率(FWHM)为5nm的光谱仪;此外,还需要白光连续光源和白色反射瓦。对于测量纺织品、纸张、水果、葡萄酒、鸟类羽毛颜色等不同的应用可以使用不同的光纤探头。
  4.LED测量
  简单而且迅速地测量LED的整个光通量的方法就是使用一个积分球,并把它连接到一个光谱仪上。该系统可以用卤素灯进行定标,然后用软件从测量到的光谱分布计算出相关参数,并实现辐射量的测量。所测光源的光谱发光强度还可以用μW/cm2/nm来计算、显示并存储。另外的窗口还可以显示大约10个参数:辐射量μW/cm2, μJ/cm2, μW或μJ;光通量lux或lumen,色轴X, Y, Z, x, y, z, u, v和色温。
  5.氧浓度传感器
  氧浓度传感器包括一个光纤荧光探头,探头表面镀有膜层,并使用一个蓝光LED作为激发源,还有一台高灵敏度的微型光谱仪。该传感器应用荧光技术测量氧的含量,样品产生的荧光反射回探测器上。当气态或液态样品中的氧扩散到探头的膜层上时,就会使荧光猝灭,猝灭的程度与样品中的氧的浓度是相关的。
  6.真空室镀膜过程监控
  光纤光谱仪为真空室内镀膜过程的监控提供了一种灵活的测量手段,它可以方便地把光引入并引出真空室或洁净工作仓,同时选择镀膜过程分析所需要测量的参数。在实际的在线生产中,可以在工作仓中放置几个探头来检测整个生产过程。图示为真空室镀膜过程监控的典型实验布局。在这里一个反射型光纤探头用来在线监测镀膜过程。氘-卤素灯发出的光被导入真空室并传导到反射探头上,反射光由反射探头传导到光谱仪中;也可以再增加一个通道作为参考测量来补偿光源的波动。
  7.薄膜厚度测量
  膜厚测量系统基于白光干涉测量原理,可以测量的膜层厚度10nm-50μm,分辨率为1nm。薄膜测量在半导体晶片生长过程中经常被用到,因为等离子体刻蚀和淀积过程需要监控;其它应用如在金属和玻璃材料基底上镀透明光学膜层也需要测量膜层厚度。配套的应用软件包括丰富的各种常用材料和膜层的n值和k值,可以实现膜层厚度的在线监测,并可以输出到Excel文件进行过程控制。
  8.宝石成分检测
  颜色是判断钻石成色的决定因素之一,天然钻石和人造钻石可以用波长范围在400-750nm的光检测出来。在天然Ia类钻石的吸收谱中可以发现415nm和478nm的特征波长,而人造钻石在该波长处则没有吸收峰。人造钻石中可以探测到592nm和741nm的波长。而且天然钻石和人造钻石的吸收峰幅值相差近10倍。当然其它宝石也可以用这种方法检测,如红宝石、紫翠玉、蓝宝石等。宝石成分检测的典型实验布局如图所示。
  9.荧光测量--荧光光谱仪系统
  在许多应用领域如生物学(叶绿素和类胡萝卜素)、生物医学(恶性病的荧光诊断)和环境应用中都需要用到荧光检测技术。荧光检测通常需要高灵敏度光谱仪。在大多数应用中荧光能量仅为激发光能量的3%,波长要长于激发光,而且时散射光。在荧光测量系统中,一定要避免激发光进入到光谱仪中。
  10.生物医学应用
  在过去的十年中,许多用户进行了血成分分析的非侵入式和侵入式的光谱学测量手段,测量了许多重要的医学指标,如组织和纹理中的氧浓度、血色素、细胞色素和水浓度等。非侵入式检测系统包括微型光纤光谱仪、卤钨灯和反射型光纤探头,而侵入式检测系统则使用了一根植入于导管中的特殊的反射型光纤探头。
  在需要连续测量氧浓度、血色素的氧化和去氧化过程的医学应用中,该系统得到了成功的应用。 
  11.紫外/可见吸收光谱测量
  液体的吸收率测量可以用不同的实验布局和波长范围来实现,如使用浸入型光纤探头或流动样品池进行在线吸收率测量,或使用样品固定器进行样品的吸收率测量。对于测量紫外/可见波长范围的光谱仪,可以选择波长范围200-1100nm、分辨率1.4nm(FWHM)。此外还需要氘-卤素灯作为光源。不同的应用可以选择不同的光纤探头。吸收率测量的典型实验布局如图所示。
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