產(chǎn)品列表
PROUCTS LIST
熒光是一種常見的光致發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)物質(zhì)分子吸收紫外或可見區(qū)電磁輻射后，它的電子能級(jí)由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，一般又很快地以熱能或電磁輻射形式將這部分能量釋放出來，使激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)。如果處于激發(fā)態(tài)的分子以電磁輻射的形式釋放這部分能量，即為光致發(fā)光。熒光分析法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)和使用簡單等特點(diǎn)，適用于物質(zhì)定性和定量分析，在生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和材料等學(xué)科應(yīng)用廣泛。
1. 熒光測量整套儀器搭建方案
整套設(shè)備由微型光譜儀（含軟件）、激發(fā)光源、比色皿支架和光纖跳線組成。如下圖：
具體配置清單：
| 產(chǎn)品名稱 | 數(shù)量 |
| 微型光纖光譜儀（含免費(fèi)配套軟件） | 1 |
| 激發(fā)光源 | 1 |
| 比色皿支架 |
1 |
|
光纖跳線 |
2 |
2.
儀器介紹
2.1. 微型光譜儀
RGB-ER-CL微型光譜儀采用交叉非對(duì)稱C-T光路結(jié)構(gòu)，配置先進(jìn)的CMOS探測器，是一款結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便的通用型微型光纖光譜儀，適用于科研及工業(yè)生產(chǎn)的光譜測量應(yīng)用，具有高靈敏度、高分辨率、高量子效率和高動(dòng)態(tài)范圍的特點(diǎn)。
RGB-ER-CL微型光譜儀響應(yīng)范圍為200～1000nm，狹縫為25μm，分辨率為1.5nm。RGB-VIS-NIR-CL的波長范圍為400～1100nm，狹縫為25μm，分辨率為1.0nm。用戶也可以選擇不同的光柵配置，得到不同的光學(xué)分辨率和光譜響應(yīng)范圍，以滿足不同的應(yīng)用需求。另外針對(duì)其它波段如200～900nm/200～1000nm/300～1100nm/700～1100nm等可以提供定制。
該款微型光譜儀免費(fèi)提供配套光譜測量軟件KewSpec。軟件包含查看、保存、讀取光譜圖和數(shù)據(jù)，以及積分時(shí)間、Boxcar平滑和信號(hào)平均等信號(hào)處理等基本功能，還包含光譜測量、吸光度、透過率、反射率等應(yīng)用測量模式。操作界面簡潔明了，易于上手。
2.2. 激發(fā)光源
FCLS-LED系列光纖耦合LED光源提供多種單色光可選，常規(guī)可選波長有395nm、445nm、520nm、595nm、660nm和840nm，其他波長也可支持定制。該光源可連續(xù)輸出或脈沖輸出，強(qiáng)度與頻率可調(diào)。結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，輸出光功率非常穩(wěn)定。
2.3. 比色皿支架
CH-4四向比色皿支架是常用的光譜測量附件，光程長度1cm，支架的四面均連接一個(gè)CL-UV準(zhǔn)直透鏡。用于熒光測量時(shí)，使用兩個(gè)互相垂直的準(zhǔn)直透鏡接口。
2.4. 光纖跳線
KEWLAB提供各種波長范圍、光纖芯徑和長度的光纖跳線，廣泛應(yīng)用于光譜分析領(lǐng)域。該光纖跳線具有堅(jiān)實(shí)耐用、穩(wěn)定性高、傳輸損耗小等特點(diǎn)。連接光源、微型光譜儀，起到傳輸光譜信號(hào)的作用。根據(jù)客戶的實(shí)際應(yīng)用需求，可選擇不同型號(hào)的光纖跳線。
光纖跳線覆蓋光譜范圍：190-2200nm
光纖芯徑可選范圍：200、400、600、1000μm等
標(biāo)準(zhǔn)長度：0.5m、1m、2m，其它長度可定制
外殼材料：金屬或塑料
3. 實(shí)測案例
以FCLS-LED-445光纖耦合LED光源作為激發(fā)光源，使用RGB-VIS-NIR-CL微型光譜儀（400-1100nm）搭配整套設(shè)備測量維生素B2的熒光光譜。
光纖光譜儀屬于微型光譜儀的一種，它通常由一個(gè)入射狹縫，一個(gè)色散系統(tǒng)，一個(gè)成像系統(tǒng)和一個(gè)探測器陣列組成。
入射狹縫: 在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn)。
準(zhǔn)直元件: 使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上，如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵。
色散元件: 通常采用光柵，使光信號(hào)在空間上按波長分散成為多條光束。
聚焦元件: 聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像，其中每一像點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一特定波長。
探測器陣列：放置于焦平面，用于測量各波長像點(diǎn)的光強(qiáng)度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列。
圖1.典型的光譜儀模型
光纖光譜儀，普遍采用反射式的光路結(jié)構(gòu)，又分為基本型切尼-特納(Czerny-Turner)光路結(jié)構(gòu)(非交叉式)和交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路結(jié)構(gòu)?；拘颓心?特納(Czerny-Turner)光路結(jié)構(gòu)因其形狀酷似字母“M”，因此也常被稱為M型光路結(jié)構(gòu)，這便是M型光路的由來。
圖2.基本型切尼-特納(Czerny-Turner)光路
圖3.交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路
通常認(rèn)為交叉式光路是一種折疊式的光路，所謂折疊式就是在整體的結(jié)構(gòu)尺寸和空間利用上有必然的優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)更緊湊合理。M型光路則是一種展開式光路，在整體的尺寸和空間利用上不及交叉式切尼-特納光路。因交叉式光路最為緊湊，所以在微型光譜儀中通常采用的是交叉式光路。而針對(duì)于分辨率要求比較高的場合則更多的采用M型光路。光譜儀光路的光學(xué)性能，主要受數(shù)值孔徑、球差、像散、慧差，及各種像差的綜合性影響，從而決定了系統(tǒng)的光學(xué)靈敏度、雜散光和光學(xué)分辨率。交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路結(jié)構(gòu)相對(duì)于M型光譜儀表現(xiàn)更為突出的是慧差可以被校準(zhǔn)到一個(gè)比較理想的數(shù)值，并且得到的光譜斑點(diǎn)較為規(guī)整。而M型光譜儀可通過控制相對(duì)孔徑來使球差小于像差容限，從而滿足分辨率的要求，且在像散優(yōu)化中具有明顯的天然優(yōu)勢(shì)，可將像散校正到一個(gè)很低的水平。
光纖光譜儀的光學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)
光纖光譜儀的光學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)一般包括波長范圍、分辨率、信噪比等。涉及到的元件參量有狹縫寬度、聚焦反射鏡和準(zhǔn)直反射鏡的焦距、光柵常數(shù)、CCD長度與像素大小。
波長范圍
波長范圍是光譜儀所能測量的波長區(qū)間，光纖光譜儀的探測區(qū)間在200-2500nm。通常，使用CCD或CMOS探測器的光纖光譜儀范圍在200-1100nm，即包含紫外光、可見光和短波近紅外光。而使用銦鎵砷(InGaAs)探測器的近紅外光譜儀探測范圍在1000-2500nm。光柵的刻線數(shù)及探測器的類型會(huì)影響波長范圍，一般來說，寬波長范圍意味著低光譜分辨率，所以在選型時(shí)需要在波長范圍和光譜分辨率兩個(gè)參數(shù)間做權(quán)衡。如果同時(shí)需要寬的波長范圍和高的波長分辨率，則需要組合使用多個(gè)光譜儀 (多通道光譜儀)。
光譜分辨率
光譜分辨率描述了光譜儀能夠分辨波長的能力，是光譜儀的重要指標(biāo)。高光譜分辨率可以獲得更準(zhǔn)確的譜峰位置，并能區(qū)分彼此靠近的譜峰。光譜儀分辨率取決于光柵刻線數(shù)、系統(tǒng)的有效焦長、設(shè)定的狹縫寬度、系統(tǒng)的光學(xué)像差以及其它參數(shù)。在實(shí)際中，我們通常以光譜儀測得的單個(gè)譜線的半高寬(FWHM)作為光譜儀的分辨率。
信噪比
光譜儀的信噪比定義為：光譜儀在強(qiáng)光照射下，接近飽和時(shí)的信號(hào)的平均值與信號(hào)偏離平均值的抖動(dòng)（以標(biāo)準(zhǔn)偏差橫向）的比。信噪比(S/N)描述了光譜儀把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能力，高的信噪比有助于減小電路自身的噪聲對(duì)結(jié)果的影響。需要注意的是，因?yàn)槎x中沒有對(duì)光源做任何限制，使用這個(gè)定義所測量到的信噪比并不能等同于在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中所能實(shí)現(xiàn)的信噪比。LBTEK光譜儀中描述的信噪比值是最大可能的信噪比值(在檢測器飽和狀態(tài)下獲得)。
圖4.光譜儀連接方式
光纖光譜儀的應(yīng)用:
光譜儀在農(nóng)業(yè)、天文、汽車、生物、化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是在進(jìn)行定性和定量光譜分析時(shí)的工具。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以使用光譜儀進(jìn)行土壤分析、作物健康檢測、食品品質(zhì)檢測；在汽車領(lǐng)域，使用光譜儀監(jiān)測汽車尾氣中有害氣體含量，如二氧化碳、一氧化碳等，也可以使用光譜技術(shù)評(píng)估汽車漆面的顏色和光澤度；在生物領(lǐng)域，可用于臨床診斷，通過血液、尿液等生物樣本的光譜分析，輔助診斷疾病，也可使用光譜技術(shù)進(jìn)行組織的無損檢測和成像。
此外，光譜儀在鍍膜、色度計(jì)量、環(huán)境檢測、薄膜工業(yè)、食品、印刷、造紙、拉曼光譜、半導(dǎo)體工業(yè)、成分檢測、顏色混合及匹配、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、熒光測量、寶石成分檢測、氧濃度傳感器、真空室鍍膜過程監(jiān)控、薄膜厚度測量、LED測量、發(fā)射光譜測量、紫外/可見吸收光譜測量、顏色測量等眾多場景下也發(fā)揮著重要作用。
