Каталог продукции
Спектрометры и спектрометрические системы
Источники излучения
Оптические зонды


Online-консультант:

 Skype: leonid.isaev





Малогабаритный оптоволоконный спектрометр USB4000
Малогабаритный оптоволоконный спектрометр USB4000
Платформа

Компанией Ocean Optics продано более 85 000 спектрометров для тысяч различных применений. Накопленный при разработке и изготовлении опыт позволил создать USB4000 — самый гибкий, универсальный и рентабельный спектрометр из всех прежде построенных. Этот спектрометр нового поколения снащен ПЗС-линейкой Toshiba с 3648 элементами, имеющий увеличенное отношение сигнал/шум, и усовершенствованной электроникой, управляющей спектрометром и дополнительным оборудованием.

Каждый спектрометр изготавливается по индивидуальному заказу. Пользователь может выбирать основные компоненты оптического модуля, включая дифракционную решетку и входную щель.

Выбор дифракционной решётки и спектрального диапазона для оптического модуля USB

Расчетный диапазон и разрешение для оптического модуля USB

Кривые эффективности дифракционных решеток оптического модуля USB

Оптический модуль USB4000

Уникальной особенностью спектрометра USB4000 является возможность конфигурирования оптического модуля под вашу задачу. Вы можете обратиться к нашим специалистам или самостоятельно выбрать размер входной апертуры, фильтр, дифракционную решётку и детектор. На приведенном ниже рисунке показан путь света в асимметричной 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.



1 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.

2 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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 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+.

7 Собирающая линза детектора 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.

8 Детектор
В качестве детектора используется ПЗС-линейка Toshiba TCD1304AP, состоящая из 3648 элементов. Каждый элемент реагирует на свет с той длиной волны, которая попадает на него. Электроника передает полученный спектр в программу обработки.

9 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.

10 Окно детектора UV4 (дополнительно)
Вместо стандартного окна детектора (BK7) можно заказать установку кварцевого окна, что позволяет улучшить работу спектрометра для длин волн <340 нм.

1 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.

2 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 USB4000,
пиксел
SLIT-5 5 мкм x 1 мм ~ 5.3
SLIT-10 10 мкм x 1 мм ~ 5.7
SLIT-25 25 мкм x 1 мм ~ 7.5
SLIT-50 50 мкм x 1 мм ~ 11.6
SLIT-100 100 мкм x 1 мм ~ 21.0
SLIT-200 200 мкм x 1 мм ~ 42.0

3 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

4

6
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.

5 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).

7 Собирающая линза детектора 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.

8 Детектор: ПЗС-линейка с 3648 или 2048 элементами
Чтобы правильно сконфигурировать спектрометр USB4000 для вашей задачи, необходимо выбрать один из вариантов детектора, перечисленных в таблице ниже. Наши специалисты помогут вам определить, какой вариант является оптимальным. В качестве базового детектора в спектрометре USB4000 используется ПЗС-линейка Toshiba TCD1304AP, содержащая 3648 элементов. Она чувствительна к длинам волн от 200 до 1100 нм при динамическом диапазоне 1300:1. Детектор имеет электронный затвор, который позволяет избежать насыщения почти в любой ситуации.

9 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. Для оптического модуля USB4000 существует два варианта детекторов с фильтрами OFLV: DET4-350-1000 и DET4-200-850.

10 Окно детектора UV4
При заказе детектора с окном UV4 стандартное окно из стекла BK7 заменяется на кварцевое, что позволяет улучшить характеристики спектрометра в диапазоне 200–340 нм. Для оптического модуля USB4000 доступно два варианта детекторов с окном UV4: DET4-UV и DET4-200-850.

Детектор Описание
DET4-VIS Стандартный детектор Toshiba TCD1304AP. Наиболее подходит для работы с длинами волн более 400 нм.
DET4-UV Детектор Toshiba TCD1304AP с окном UV4. Наиболее подходит для работы в УФ-диапазоне длин волн.
DET4-350-1000 Детектор Toshiba TCD1304AP для спектрометра USB4000 с переменным фильтром высших порядков OFLV-350-1000. Наиболее подходит для работы с использованием дифракционных решёток №2, №3 или №4.
DET4-200-850 Детектор Toshiba TCD1304AP для спектрометра USB4000 с окном UV4 и переменным фильтром высших порядков OFLV-200-850. Наиболее подходит для работы с использованием дифракционных решёток №1 или №2.


Характеристики детектора
Тип, модель: Линейный ПЗС, Toshiba TCD1304AP
Спектральный диапазон: 200–1100 нм
Кол-во пикселов: 3648
Размер пиксела: 8 x 200 мкм
Емкость пиксела: 100 000 электронов
Отношение сигнал/шум: 300:1 (при полном сигнале)
Разрешение АЦП: 16 разрядов
Темновой шум: 50 отсчётов (RMS)
Скорректированная линейность: > 99.8 %
Чувствительность: 130 фотонов/отсчёт для 400 нм; 60 фотонов/отсчёт для 600 нм