|
|
Платформа для спектрометра HR2000+
Оптический модуль HR
Оптический модуль HR используется в спектрометре HR2000+ и спектрометре
высокого разрешения HR4000. На приведенном ниже рисунке показан путь света
в симметричной скрещенной схеме Черни-Тернера. Модуль не содержит подвижных частей,
которые могли бы изнашиваться или ломаться. Все выбранные компоненты устанавливаются
на свои места во время изготовления прибора. Вам предоставляется возможность выбора всех
ключевых компонентов: детектора, входной щели, фильтра и дифракционной решетки. Это позволяет
более эффективно оптимизировать спектрометр.
 |
Разъём SMA 905
Свет из волоконно-оптического кабеля попадает в спектрометр через разъём SMA 905. Разъем обеспечивает точное позиционирование конца оптического волокна, а также является держателем входной щели, поглощающего фильтра и фильтра оболочечных мод волокна.
|
 |
Фиксированная входная щель (размер щели выбирает пользователь)
Свет проходит через установленную щель, которая служит входной апертурой. Щели могут иметь различную ширину, от 5 до 200 мкм. Чтобы щель находилась сразу за концом входного оптического волокна, она установлена непосредственно в разъёме SMA 905.
|
 |
Длинноволновый поглощающий фильтр (дополнительно)
Поглощающий фильтр (если заказан) устанавливается между входной щелью и фильтром оболочечных мод в разъёме SMA 905. Этот фильтр используется для срезания второго и третьего порядков дифракции или для балансировки цвета.
|
 |
Коллимирующее зеркало (стандартное или SAG+)
Коллимирующее зеркало согласовано с числовой апертурой 0.22 оптического волокна. Свет, отраженный от этого зеркала, попадает в виде параллельного пучка на дифракционную решётку. Вы можете заказать установку стандартного зеркала или зеркала SAG+ с УФ-поглощением.
|
 |
Дифракционная решётка (решетку и начальную длину волны выбирает пользователь)
Дифракционная решётка устанавливается на платформе, поворотом которой задается начальная длина волны. После этого решетка фиксируется, чтобы избежать механического смещения и дрейфа.
|
 |
Фокусирующее зеркало (стандартное или SAG+)
Это зеркало фокусирует спектры первого порядка в плоскости детектора. Коллимирующее и фокусирующее зеркала компания Ocean Optics изготавливает самостоятельно, чтобы гарантировать максимальный коэффициент отражения и минимальное рассеяние. Вы можете заказать установку стандартного зеркала или зеркала SAG+.
|
 |
Собирающая линза детектора L2 или L4 (дополнительно)
Цилиндрическая линза устанавливается на детектор, чтобы сфокусировать свет от высокой щели на короткие элементы детектора и повысить эффективность светособирания. Эти линзы компания Ocean Optics изготавливает самостоятельно, чтобы гарантировать минимум аберраций.
|
 |
Детектор (Sony или Toshiba)
Мы предлагаем для оптического модуля HR два варианта линейных ПЗС-детекторов. Каждый элемент детектора реагирует на свет с той длиной волны, которая попадает на него. Электроника передает полученный спектр в программу обработки.
|
 |
Переменный фильтр высших порядков OFLV (дополнительно)
Переменные фильтры производства компании Ocean Optics полностью срезают второй и третий порядки дифракции, предотвращая их попадание на элементы детектора.
|
 |
Окно детектора UV2 или UV4 (дополнительно)
Вместо стандартного окна детектора (BK7) можно заказать установку кварцевого окна, что позволяет улучшить работу спектрометра для длин волн <340 нм.
|
|
Разъём SMA 905
Прецизионный разъём SMA 905 центрирует оптическое волокно относительно входной щели спектрометра. За отдельную плату, которая включает стоимость оптического разъёма и работы, возможна замена стандартного разъёма SMA 905 на любой другой по вашему выбору. Можно также заказать адаптеры SMA-ST и SMA-FC. Дополнительную информацию по нестандартным разъёмам и адаптерам вы можете получить у специалистов Ocean Optics.
|
|
Фиксированная входная щель
 При заказе спектрометра HR4000 пользователь может выбрать ширину входной щели. Входная щель — это прямоугольное отверстие высотой 1 мм и шириной от 5 до 200 мкм, которое определяет количество света, попадающего в оптический модуль, а также влияет на разрешение. Щель наименьшей ширины обеспечивает наилучшее оптическое разрешение. Входная щель является фиксированным элементом и может быть заменена только нашими техниками. Вы можете отказаться от установки входной щели; в этом случае размер входной апертуры будет определяться диаметром оптического волокна.
| Щель |
Размеры
(Ш х В) |
Разрешение
HR2000+,
пиксел |
Разрешение
HR4000,
пиксел |
| SLIT-5 |
5 мкм x 1 мм |
~ 1.5 |
~ 2.0 |
| SLIT-10 |
10 мкм x 1 мм |
~ 2.0 |
~ 3.7 |
| SLIT-25 |
25 мкм x 1 мм |
~ 2.5 |
~ 4.4 |
| SLIT-50 |
50 мкм x 1 мм |
~ 4.2 |
~ 7.4 |
| SLIT-100 |
100 мкм x 1 мм |
~ 8.0 |
~ 14.0 |
| SLIT-200 |
200 мкм x 1 мм |
~ 15.3 |
~ 26.8 |
|
|
Длинноволновый поглощающий фильтр
 Дополнительно можно заказать длинноволновый поглощающий фильтр, полоса пропускания которого согласована с рабочим диапазоном спектрометра. Излучение с меньшими длинами волн поглощается, что позволяет исключить эффекты, связанные со вторым и третьим порядками дифракции. Фильтр устанавливаются между входной щелью и фильтром оболочечных мод в корпусе разъёма SMA 905.
| Модель фильтра |
Пропускание |
| OF1-WG305 |
> 305 нм |
| OF1-GG375 |
> 375 нм |
| OF1-GG475 |
> 475 нм |
| OF1-OG515 |
> 515 нм |
| OF1-OG550 |
> 550 нм |
| OF1-OG590 |
> 590 нм |
|
|
Коллимирующее и фокусирующее зеркала
 Вместо стандартных отражающих зеркал с алюминиевым покрытием могут быть установлены специальные зеркала SAG+, разработанные компанией Ocean Optics. Эти зеркала имеют повышенный коэффициент отражения в видимой и ближней ИК областях спектра, что, в свою очередь, увеличивает чувствительность спектрометра. Зеркала SAG+ часто заказывают для флуоресцентных измерений, поскольку они обладают значительным УФ-поглощением и позволяют ослабить влияние рассеянного возбуждающего излучения. В отличие от типичных зеркал с серебряным покрытием, зеркала SAG+ не подвержены окислению. Они имеют высокий коэффициент отражения: > 95 % в видимой и ближней ИК областях спектра.
|
|
Дифракционная решётка
Для каждого спектрометра можно выбрать одну из 14 дифракционных решёток. Решетка характеризуется числом штрихов на мм (которое определяет разрешение), спектральным диапазоном и длиной волны блеска (которая определяет наиболее эффективный диапазон).
|
|
Собирающая линза детектора L2 или L4
 Справа показан детектор с установленной линзой L4. Эта цилиндрическая линза производства Ocean Optics имеет минимум аберраций и устанавливается на окне детектора, чтобы сфокусировать свет от высокой щели на более короткие элементы ПЗС-линейки. Это увеличивает эффективность светособирания и уменьшает засветку рассеянным излучением. Использование линзы также полезно в конфигурации с оптическим волокном большого диаметра для применения в условиях низкой освещенности.
|
|
Детектор: ПЗС-линейка с 3648 или 2048 элементами
В спектрометре HR2000+ установлена кремниевая ПЗС-линейка Sony ILX511. В спектрометре высокого разрешения HR4000, относящегося к следующему поколению, установлена ПЗС-линейка Toshiba TCD1304AP. Она имеет более совершенную электронику по сравнению с линейкой Sony, в частности, содержит программируемый пользователем микроконтроллер. Обе линейки выполнены на кремниевой основе и имеют одинаковый спектральный (200–1100 нм) и динамический (1300:1) диапазоны, однако детектор Toshiba обладает лучшим оптическим разрешением. Чувствительности на единицу площади практически одинаковы. Детектор Toshiba имеет электронный затвор, который позволяет избегать насыщения почти в любой ситуации, что делает возможным анализ быстропротекающих процессов, например, лазерных импульсов.
| Детектор |
Описание |
Спектрометр |
| DET4-VIS |
Стандартный детектор Toshiba TCD1304AP. Наиболее подходит для работы с длинами волн более 400 нм. |
HR4000 |
| DET4-UV |
Детектор Toshiba TCD1304AP с окном UV4. Наиболее подходит для работы в УФ-диапазоне длин волн. |
HR4000 |
| DET4-200-1100 |
Детектор Toshiba TCD1304AP с переменным фильтром высших порядков OFLV-200-1100 и окном UV4. Используется с дифракционной решёткой HC1 ($600). |
HR4000 |
| DET2-VIS |
Стандартный детектор Sony ILX511. Наиболее подходит для работы с длинами волн более 400 нм. |
HR2000+ |
| DET2-UV |
Детектор Sony ILX511 с окном UV2. Наиболее подходит для работы в УФ-диапазоне длин волн. |
HR2000+ |
| Характеристики детектора |
Sony ILX511 |
Toshiba TCD1304AP |
| Спектральный диапазон: |
200–1100 нм |
200–1100 нм |
| Кол-во пикселов: |
2048 |
3648 |
| Размер пиксела: |
14 x 200 мкм |
8 x 200 мкм |
| Емкость пиксела: |
~ 62 500 электронов |
100 000 электронов |
| Чувствительность: |
75 фотонов/отсчет на 400 нм; 41 фотон/отсчет на 600 нм |
130 фотонов/отсчет на 400 нм; 60 фотонов/отсчет на 600 нм |
| Максимальная частота оцифровки пикселов: |
2 МГц |
1 МГц |
|
|
Переменный фильтр высших порядков OFLV
Переменный длинноволновый фильтр высших порядков OFLV наносится на окно детектора, чтобы устранить влияние второго и третьего порядков дифракции. Для нанесения фильтра на подложку используется запатентованная технология. Фактически, компания Ocean Optics является единственным изготовителем компактных спектрометров, которые обеспечивают «чистые» спектры первого порядка.
|
|
Окно детектора UV2 или UV4
При заказе детектора с окном UV2 или UV4 стандартное окно из стекла BK7 заменяется на кварцевое, что позволяет улучшить характеристики спектрометра в диапазоне 200–340 нм.
|
|
