光譜儀之飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀-HELIOS參數(shù)

光譜學(xué)是測(cè)量紫外、可見、近紅外和紅外波段光強(qiáng)度的一種技術(shù)。光譜測(cè)量被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如顏色測(cè)量、化學(xué)成份的濃度檢測(cè)或電磁輻射分析等。光譜儀器一般都包括入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件(光柵或棱鏡)、聚焦光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器。而在單色儀中通常還包括出射狹縫，讓整個(gè)光譜中一個(gè)很窄的部分照射到單象元探測(cè)器上。單色儀中的入射和出射狹縫往往位置固定而寬度可調(diào)，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)光柵來(lái)對(duì)整個(gè)光譜進(jìn)行掃描。

在九十年代，微電子領(lǐng)域中的多象元光學(xué)探測(cè)器迅猛發(fā)展，如 CCD 陣列、光電二極管( PD )陣列等，使生產(chǎn)低成本掃描儀和 CCD 相機(jī)成為可能。

1. 波長(zhǎng)范圍

在為一臺(tái)光譜儀系統(tǒng)選擇最優(yōu)化配置的時(shí)侯， 波長(zhǎng)范圍 是決定光柵型號(hào)的首先要考慮的重要參數(shù)。如果您需要較寬的波長(zhǎng)范圍，我們建議您使用600 線 / 毫米的光柵(請(qǐng)看光譜儀產(chǎn)品一節(jié)中的光柵選擇表)。另一個(gè)重要元件是探測(cè)器的選擇。美國(guó)海洋光學(xué)公司提供了 7 種有著不同的靈敏度特性曲線的探測(cè)器型號(hào)。對(duì)于紫外( UV )波段的應(yīng)用，可以選用深紫外( DUV )增強(qiáng)型 2048 或者 3648 像素 CCD 探測(cè)器。在近紅外( NIR )波段，有兩種不同的 InGaAs 探測(cè)器可以選擇。如果您既需要較寬的波長(zhǎng)范圍同時(shí)又需要高分辨率，則多通道光譜儀是最佳的選擇。

2. 光學(xué)分辨率

如果您需要很高的 光學(xué)分辨率 ，我們建議您選擇 1200 線 / 毫米或者更高線對(duì)數(shù)的光柵，同時(shí)選擇窄狹縫和 2048 或 3648 像素的 CCD 探測(cè)器。例如，對(duì)于Maya 2000pro光譜儀，可以選擇 10um狹縫來(lái)獲得最佳分辨率。(請(qǐng)看光譜儀產(chǎn)品部分的光學(xué)分辨率表)。

3. 靈敏度

光度學(xué)中的靈敏度(光譜儀所能探測(cè)到的最小信號(hào)強(qiáng)度是多少?) 對(duì)于如 熒光和拉曼等需要高靈敏度光譜儀的應(yīng)用，我們建議選擇采用熱電制冷型1024像素二維面陣CCD探測(cè)器的QE65000，而且還要選擇探測(cè)器聚光透鏡、SAG+UPG反射鏡、較寬的狹縫(100um或者更寬)，該型號(hào)可以采用長(zhǎng)積分時(shí)間(從7毫秒到15分鐘)來(lái)提高信號(hào)強(qiáng)度，并可以降低噪聲和提高動(dòng)態(tài)范圍。

4.測(cè)量時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸速度

光譜儀的數(shù)據(jù)獲取能力可以通過(guò)使用陣列型探測(cè)器并且不采用運(yùn)動(dòng)組件的方式大大提高。然而，對(duì)于每個(gè)具體應(yīng)用都有其最優(yōu)化的探測(cè)器。如對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用， 我們推薦使用 USB2000+光譜儀，最小積分時(shí)間是1毫秒，是有史以來(lái)最快的光纖光譜儀。而對(duì)于那些對(duì)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間要求非常嚴(yán)格的應(yīng)用，我們推薦選擇USB2000+光譜儀，通過(guò)USB2.0接口每秒鐘可以完成1000完整的數(shù)據(jù)采集。

HELIOS是一種自動(dòng)飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀。它可以匹配和各種放大的飛秒激光器使用，包括高能鈦寶石放大器和高重復(fù)率鐿放大器。HELIOS的設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)的手動(dòng)式泵浦探測(cè)系統(tǒng)，極大地提升了研究人員的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

●8ns時(shí)間窗口，可擴(kuò)展至ms

納秒窗口是通過(guò)使用直驅(qū)高速光學(xué)延遲線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。延遲線光學(xué)器件采用定制設(shè)計(jì)的支架，以提高光束對(duì)準(zhǔn)的再現(xiàn)性和整體可靠性。這種延遲線具有高分辨率和高速度的特點(diǎn)。高速掃描非常重要，因?yàn)樗试S偽隨機(jī)步進(jìn)，而不會(huì)顯著增加實(shí)驗(yàn)時(shí)間。這種類型的步進(jìn)對(duì)于最小化激光不穩(wěn)定性和樣品退化的影響非常有用。

使用EOS附加組件，標(biāo)準(zhǔn)的8 ns時(shí)間窗口可擴(kuò)展到毫秒。

光延遲線參數(shù)：

時(shí)間窗口8ns

分辨率：14fs

最小步進(jìn)：2.8fs

最大速度：10ns/s

自動(dòng)校正時(shí)間：3-5min

光漂移量：<10um

●HELIOS最大的特點(diǎn)是它的自動(dòng)化程度，保證了系統(tǒng)信號(hào)的穩(wěn)定性，減少了用戶經(jīng)常丟失信號(hào)的煩惱。

可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化光學(xué)延遲線校正

自動(dòng)切換光譜范圍（UV/VIS/NIR/SWIR）

自動(dòng)泵浦光校正

●Helios的線陣探測(cè)器都采用了光纖的方式與光譜儀耦合

●樣品架

可以選配磁力攪拌器，允許使用封閉的比色杯（≥2 mm長(zhǎng)），并且可以使用簡(jiǎn)單的比色皿支架。平移樣品支架既可以用于透射樣品，也可以用于反射樣品。

審核編輯黃宇