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金屬鈑金新聞

AvaSpec光譜儀典型應(yīng)用

星之球科技 來(lái)源:晨輝光電2012-01-18 我要評(píng)論(0 )   

AvaSpec光譜儀系統(tǒng)擁有多種平臺(tái),包括不同的電子系統(tǒng)、光學(xué)平臺(tái)和探測(cè)器。它是針對(duì)不同領(lǐng)域的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,基于功能強(qiáng)大的微處理器系統(tǒng),具有獨(dú)立工作的能力,多通道型...

 典型應(yīng)用
   AvaSpec光譜儀系列的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,如農(nóng)業(yè)、天文、汽車、生物、化學(xué)、鍍膜、色度計(jì)量、環(huán)境檢測(cè)、薄膜工業(yè)、食品、寶石檢測(cè)、LED檢測(cè)、印刷、造紙、喇曼光譜、半導(dǎo)體工業(yè)等。下面介紹一些典型應(yīng)用。
1.顏色測(cè)量色度儀,色度計(jì)
  一般來(lái)說(shuō),物體和濃稠液體的顏色測(cè)量可以使用不同的實(shí)驗(yàn)布局,比如使用反射型光纖探頭或積分球。在該測(cè)量中,可以使用波長(zhǎng)范圍在380到780nm,分辨率(FWHM)為5nm的光譜儀;此外,還需要白光連續(xù)光源和白色反射瓦。對(duì)于測(cè)量紡織品、紙張、水果、葡萄酒、鳥(niǎo)類羽毛顏色等不同的應(yīng)用可以使用不同的光纖探頭。應(yīng)用反射光譜的顏色測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
2.紫外/可見(jiàn)吸收光譜測(cè)量
 液體的吸收率測(cè)量可以用不同的實(shí)驗(yàn)布局和波長(zhǎng)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn),如使用浸入型光纖探頭或流動(dòng)樣品池進(jìn)行在線吸收率測(cè)量,或使用樣品固定器進(jìn)行樣品的吸收率測(cè)量。對(duì)于測(cè)量紫外/可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍的光譜儀,可以選擇波長(zhǎng)范圍200-1100nm、分辨率1.4nm(FWHM)。此外還需要氘-鹵素?zé)糇鳛楣庠?。不同的?yīng)用可以選擇不同的光纖探頭。吸收率測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。

 


3.發(fā)射光譜測(cè)量
  發(fā)射光譜測(cè)量可以用不同的實(shí)驗(yàn)布局和波長(zhǎng)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn),還要用到余弦校正器或積分球。發(fā)射光譜測(cè)量可以在紫外/可見(jiàn)和可見(jiàn)/近紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)量。
對(duì)于發(fā)射光譜的絕對(duì)測(cè)量,光譜儀可以配置成波長(zhǎng)范圍從200-400nm或350-1100nm,或組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)紫外/可見(jiàn)200-1100nm,并可以在Avantes公司的定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行輻射定標(biāo)。定標(biāo)后的實(shí)驗(yàn)布局不能改變,如光纖和勻光器都不能更改。
為了使實(shí)驗(yàn)布局更靈活,用可見(jiàn)/近紅外定標(biāo)光源(AvaLight-HAL-CAL)或紫外/可見(jiàn)/近紅外定標(biāo)光源(AvaLight-DH-CAL)可以在用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定標(biāo)。功能強(qiáng)大的AvaSoft-IRRAD軟件可以完成定標(biāo)并載入輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)。發(fā)射光譜測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
4.LED測(cè)量
  最簡(jiǎn)單而且迅速地測(cè)量LED的整個(gè)光通量的方法就是使用一個(gè)積分球,并把它連接到一個(gè)Avantes公司的光譜儀上。該系統(tǒng)可以用鹵素?zé)暨M(jìn)行定標(biāo)(AvaLight-HAL-CAL-ISP),然后用AvaSoft-IRRAD軟件從測(cè)量到的光譜分布計(jì)算出相關(guān)參數(shù),并實(shí)現(xiàn)輻射量的絕對(duì)測(cè)量。所測(cè)光源的光譜發(fā)光強(qiáng)度還可以用μW/cm2/nm來(lái)計(jì)算、顯示并存儲(chǔ)。另外的窗口還可以顯示大約10個(gè)參數(shù):輻射量μW/cm2, μJ/cm2, μW或μJ;光通量lux或lumen,色軸X, Y, Z, x, y, z, u, v和色溫。LED測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。

 

 

5.薄膜厚度測(cè)量  AvaSpec的膜厚測(cè)量系統(tǒng)基于白光干涉測(cè)量原理,可以測(cè)量的膜層厚度10nm-50μm,分辨率為1nm。薄膜測(cè)量在半導(dǎo)體晶片生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常被用到,因?yàn)榈入x子體刻蝕和淀積過(guò)程需要監(jiān)控;其它應(yīng)用如在金屬和玻璃材料基底上鍍透明光學(xué)膜層也需要測(cè)量膜層厚度。配套的AvaSoft-ThinFilm應(yīng)用軟件包括豐富的各種常用材料和膜層的n值和k值,可以實(shí)現(xiàn)膜層厚度的在線監(jiān)測(cè),并可以輸出到Excel文件進(jìn)行過(guò)程控制。薄膜厚度測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
6.真空室鍍膜過(guò)程監(jiān)控  光纖光譜儀為真空室內(nèi)鍍膜過(guò)程的監(jiān)控提供了一種靈活的測(cè)量手段,它可以方便地把光引入并引出真空室或潔凈工作倉(cāng),同時(shí)選擇鍍膜過(guò)程分析所需要測(cè)量的參數(shù)。在實(shí)際的在線生產(chǎn)中,可以在工作倉(cāng)中放置幾個(gè)探頭來(lái)檢測(cè)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。圖示為真空室鍍膜過(guò)程監(jiān)控的典型實(shí)驗(yàn)布局。在這里一個(gè)反射型光纖探頭用來(lái)在線監(jiān)測(cè)鍍膜過(guò)程。氘-鹵素?zé)舭l(fā)出的光被導(dǎo)入真空室并傳導(dǎo)到反射探頭上,反射光由反射探頭傳導(dǎo)到光譜儀中;也可以再增加一個(gè)通道作為參考測(cè)量來(lái)補(bǔ)償光源的波動(dòng)。

 


7.氧濃度傳感器

氧濃度傳感器包括一個(gè)光纖熒光探頭,探頭表面鍍有專利技術(shù)的膜層,并使用一個(gè)藍(lán)光LED作為激發(fā)源,還有一臺(tái)高靈敏度的微型光譜儀。該傳感器應(yīng)用熒光技術(shù)測(cè)量氧的絕對(duì)含量,樣品產(chǎn)生的熒光反射回探測(cè)器上。當(dāng)氣態(tài)或液態(tài)樣品中的氧擴(kuò)散到探頭的膜層上時(shí),就會(huì)使熒光猝滅,猝滅的程度與樣品中的氧的濃度是相關(guān)的。
  AvaSoft-OXY應(yīng)用軟件可以同時(shí)校正傳感器并監(jiān)測(cè)氧的濃度。氧濃度測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
8.寶石成分檢測(cè)
  顏色是判斷鉆石成色的決定因素之一,天然鉆石和人造鉆石可以用波長(zhǎng)范圍在400-750nm的光檢測(cè)出來(lái)。在天然Ia類鉆石的吸收譜中可以發(fā)現(xiàn)415nm和478nm的特征波長(zhǎng),而人造鉆石在該波長(zhǎng)處則沒(méi)有吸收峰。人造鉆石中可以探測(cè)到592nm和741nm的波長(zhǎng)。而且天然鉆石和人造鉆石的吸收峰幅值相差近10倍。當(dāng)然其它寶石也可以用這種方法檢測(cè),如紅寶石、紫翠玉、藍(lán)寶石等。寶石成分檢測(cè)的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。

 


9.熒光測(cè)量  熒光光譜儀系統(tǒng)
  在許多應(yīng)用領(lǐng)域如生物學(xué)(葉綠素和類胡蘿卜素)、生物醫(yī)學(xué)(惡性病的熒光診斷)和環(huán)境應(yīng)用中都需要用到熒光檢測(cè)技術(shù)。熒光檢測(cè)通常需要高靈敏度光譜儀(積分時(shí)間大于5秒時(shí)選用AvaSpec-2048TEC)。在大多數(shù)應(yīng)用中熒光能量?jī)H為激發(fā)光能量的3%,波長(zhǎng)要長(zhǎng)于激發(fā)光,而且時(shí)散射光。在熒光測(cè)量系統(tǒng)中,一定要避免激發(fā)光進(jìn)入到光譜儀中。熒光測(cè)量的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
10.生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

  在過(guò)去的十年中,Avantes公司幫助許多用戶進(jìn)行了血成分分析的非侵入式和侵入式的光譜學(xué)測(cè)量手段,測(cè)量了許多重要的醫(yī)學(xué)指標(biāo),如組織和紋理中的氧濃度、血色素、細(xì)胞色素和水濃度等。非侵入式檢測(cè)系統(tǒng)包括AvaSpec-2048單通道微型光纖光譜儀、AvaLight-HAL鹵鎢燈和反射型光纖探頭,而侵入式檢測(cè)系統(tǒng)則使用了一根植入于導(dǎo)管中的特殊的反射型光纖探頭。
  在需要連續(xù)測(cè)量氧濃度、血色素的氧化和去氧化過(guò)程的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中,該系統(tǒng)得到了成功的應(yīng)用。 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的典型實(shí)驗(yàn)布局如圖所示。
 


11.喇曼光譜測(cè)量
  AvaRaman拉曼光譜儀系統(tǒng)是一臺(tái)高度集成化而且價(jià)格很低的系統(tǒng),適用于需要喇曼測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng)域。AvaRaman喇曼系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光器, AvaSpec-2048光纖光譜儀,和多種可選光纖探頭和AvaSoft-Raman應(yīng)用軟件。
  AvaRaman拉曼光譜儀系統(tǒng)有量個(gè)基本型:1。低成本非冷卻型,分辨率25cm-1。2。高性能TE致冷型,分辨率10cm-1。
  AvaRaman拉曼光譜儀系統(tǒng)特別適用于反應(yīng)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品識(shí)別、遙感,水溶液、凝膠體和其它介質(zhì)中高散射粒子的判定。AvaRaman拉曼光譜儀系統(tǒng)的光源也可以選擇50mW或100mW的532nm固體綠光激光器、氬離子激光器或HeNe激光器。
 12.顏色混合及匹配
  Mix2Match軟件可以與AvaMouse或SpectroCam配合使用,也可以與其它能用于顏色測(cè)量的AvaSpec光譜儀配合使用。主要的應(yīng)用領(lǐng)域是印刷業(yè)、印染業(yè)和繪畫業(yè)。
Mix2Match是顏色匹配軟件,它的主要功能是創(chuàng)建一個(gè)新顏色與數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知顏色進(jìn)行比對(duì)并進(jìn)行校正,也可以創(chuàng)建一個(gè)新顏色來(lái)與著色文件中的顏色進(jìn)行比對(duì)。

13.材料(金屬/非金屬)成分檢測(cè) 

LIBS(激光誘導(dǎo)熒光)技術(shù)是基于激光束聚焦到被測(cè)樣品上所產(chǎn)生的物質(zhì)電離過(guò)程,電子的再結(jié)合會(huì)發(fā)光,對(duì)該光譜進(jìn)行分析研究可以得到被測(cè)物質(zhì)的成分。
  LIBS技術(shù)最初是由美國(guó)Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的David Cremers研究小組在二十多年前發(fā)明的。從此以后,LIBS技術(shù)成功地被用于痕量元素的檢測(cè)和惡劣環(huán)境下的在線成分分析等應(yīng)用中。
 根據(jù)所分析的元素不同,LIBS技術(shù)可以探測(cè)ppm到ppt級(jí)的含量。而且不需要對(duì)所測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)加工(如拋光,溶解等),可以分析固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)樣品。
 AvaLIBS是一款結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、分析結(jié)果準(zhǔn)確的分析系統(tǒng)。它把高能YAG激光束聚焦到樣品上,然后同軸收集產(chǎn)生的信號(hào)光,并用高分辨率、多通道、快觸發(fā)型AvaSpec-2048FT光譜儀進(jìn)行分析。

14.園藝測(cè)量

HortiSpec園藝測(cè)量光譜儀被開(kāi)發(fā)用于測(cè)量溫室中可見(jiàn)光和近紅外光區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)度和光譜分布。

光的強(qiáng)度和光強(qiáng)的譜線分布是影響植物的生長(zhǎng)和光合作用的非常重要的因素。對(duì)于光強(qiáng)度,可以通過(guò)經(jīng)由輻射校準(zhǔn)過(guò)的HortiSpec準(zhǔn)確地測(cè)量出光子數(shù)和其他參數(shù),專門針對(duì)園藝學(xué)測(cè)量。HortiSpec光譜儀可以通過(guò)藍(lán)牙接口無(wú)線連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以用來(lái)控制溫室中濾光鏡的移動(dòng)或者控制特殊的燈泡。

 

 

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