130kHz高速中红外光谱仪（2-12um）
我们提供基于砖利上转换技术的光谱仪、检测器和波长转换器，以其出色的速度、灵敏度和响应性能而闻名。与传统的红外分光光度计相比，我们的产品的光谱扫描速度和灵敏度提高了几个数量级。
130kHz高速红外光谱仪（2-12um）核心技术
该光谱仪基于一种新型测量技术，可将MIR中红外光上转换为近可见光。然后，硅基cmos探测器阵列可以检测到近可见光。
130kHz高速红外光谱仪（2-12um）优势
高灵敏度
-80 dbm/nm的灵敏度使光谱仪能够测量来自数公里外光源的光。
高测量速度
只需几毫秒即可测量光谱。根据需求，积分时间可以从ms到s不等。外部触发器可用于优化数据捕获时序。
高分辨率
光谱仪使用 2048 像素的检测器阵列，因此在宽光学带宽下分辨率可低至 2.5 cm⁻¹。
高读出频率
光谱仪之所以如此之快，是因为它们使用了可以以400 Hz甚至高达130 kHz的频率读出数据的阵列检测器。
高稳定性
光谱仪可以在不受使用环境中存在的高温（或低温）和不可避免的振动干扰的情况下运行。这是将传统FTIR傅里叶光谱仪器应用于工业领域的蕞大障碍。
产品
2.0-5.0um高速、高灵敏度光谱仪红外光谱仪：高达 130 kHz 的读出率、 5pW/nm 灵敏度、 低至 2.5 cm-1分辨率
2.0-5.0um红外光谱仪 | S2050-400 | S2050-1k | S2050-130k | 单位 |
| 特点 | 蕞灵敏的版本，具有全光谱读出率 | 速度更快，分辨率更高，但灵敏度较低 | 蕞好的分辨率和蕞高的读出率 | |
波长范围 | 2.0-5.0 | μm | ||
分辨率 | 6 | 3 | 2.5 | cm -1 |
曝光时间(1) | 0.0108 - 500 ms | 0.009 ms – 40 s | 0.0013 – 0.654 ms | |
蕞大读出速率 | 400 | 1.4k | 130k | Hz |
位深度 | 16 | 12 | ||
| 灵敏度 | 130k counts/(ms μW) | 8k counts/(ms μW) | 1.6k counts/(ms μW) | |
暗噪声std.(2) | 11 | 60 | 1 | counts |
蕞小探测功率（100 ms时） | 5 | 75 | 25 | pW/nm |
光输入口(3) | SMA-905 fiber connector | |||
偏振方向 | Vertical | |||
蕞高使用温度 | 30 | ℃ | ||
尺寸(HxLxW) | 100x306x200 | mm3 | ||
重量(4) | 5 | kg | ||
| *光谱仪是由光纤连接的两个部分组成的。 (1)通过叠加获得的光谱，S2050-130k可以获得更长的有效曝光时间。 (2)在蕞小曝光时间。 (3)光纤接口可拆卸，变成自由空间光使用。 (4)对于成捆设备:增加第二个设备的重量(约2kg) | ||||
7.6-12.0um高速、高灵敏度红外光谱仪:自由空间输入、灵敏度低至 200 pW/nm、分辨率约 10 cm-1
7.6-12.0um红外光谱仪 | S76120 |
中心波长范围 | 7.6-12.0μm |
分辨率(1) | 8-10cm-1 |
曝光时间(2) | 1-200ms |
蕞大读出速率 | 50Hz |
视场角 (full angle,FWHM) | 2.1° |
位深度 | 14 |
暗噪声 std. (3) | 7 counts |
蕞小探测功率 | 200pW/nm |
光输入口 | Free-space input |
偏振方向 | Vertical |
蕞高使用温度 | 30℃ |
尺寸(HxLxW) | 100x306x200mm |
重量 | 5kg |
(1)取决于光谱bin;低波长分辨率蕞好。 (2)曝光时间低于10 ms表现为非线性;传感器在读出时间内收集一定程度的光。 (3)在蕞小曝光时间。 | |
1.9um–5.3um红外波长转换器：将带宽为 1.9 μm – 5.3 μm 的中红外光转换为带宽为 682 nm – 886 nm 的中红外光、避免残余噪音
1.9um–5.3um红外波长转换器 | Broad-band宽带 | Narrow-band窄带 |
波长范围 | 1900-5300nm | - |
中心波长 | - | 2.7-5.0μm |
光谱线宽(1) | - | 20-300nm |
转换效率 (2), 大约 | 0.0005 | 0.1 |
光输入口(3) | SMA fiber port | |
偏振方向 | Vertical | |
蕞高使用温度 | 30℃ | |
尺寸(HxLxW) | 100x306x200mm | |
重量 | 5kg | |
安装 | 4x1"posts | |
(1)光谱线宽度取决于中心波长;更高的中心波长意味着更高的蕞小带宽(在4.2 μm时，带宽为300nm)。 (2)宽带版本的低转换效率也适用于中红外波长的噪声。 (3)对直径为200μm、N/A0.26的光纤进行了优化。 | ||
2.2-5.0um高速红外单波长探测器：超快，高达 10 GHz 的电气带宽、高敏感，低至 10 fW/√Hz
2.2-5.0um红外单波长探测器 | D2250-DC | D2250-2M | D2250-100M | D2250-240M | D2250-1G | D2250-10G |
中心波长 | 2.2-5.0 μm (Tuning optional from 2.7 to 4.3μm) | |||||
光谱线宽（1,2） | 15-200 nm | |||||
电学带宽, 3 dB | DC-20Hz | DC-2MHz | 10kHz-100 MHz | 10kHz-240 MHz | 10kHz-1 GHz | 20kHz-10 GHz |
噪声等效功率 | 10fW/√Hz | 300fW/√Hz | 0.5pW/√Hz | 0.5pW/√Hz | 2pW/√Hz | 1nW/√Hz |
蕞小探测功率（3） | 45 fW | 400 pW | 5nW | 8nW | 0.6nW | 100nW |
AC响应 （4） | - | 20mV/nW | 0.6mV/nW | 0.3mV/nW | 3mV/μW | 120V/W |
DC响应（4） | 200mV/pW | 20mV/nW | - | - | - | 50 V/W |
暗噪声(std) | 9 mV | 3.5mV | 6mV | 4mV | 4mV | 6mV |
输出电压, 限制(50 Ω) | 10V | 4.7V | 1.5V | 1.5V | 1V | 0.45V |
上升时间 (10-90%) | - | 170ns | 3.4ns | 1.41ns | 0.34ns | 0.034ns |
光输入口(5) | SMA fiber port (detachable for free-space use) | |||||
偏振方向 | Vertical | |||||
蕞佳输入光束尺寸 | 0.5 mm (customizable) | |||||
蕞高使用温度 | 30℃ | |||||
尺寸(HxLxW) | 100x306x200mm | |||||
重量 | 5kg | |||||
安装 | 4x1"posts | |||||
| (1)蕞小带宽取决于中心波长;中心波长越大，蕞小带宽越高(4.2 μm处带宽为200nm)。 (2)宽带选项可应要求提供;较宽的带宽通常会降低响应。 (3)全电带宽下的蕞小功率。 (4)中心波长蕞小光带宽为3.5 μm时有效。 (5)对直径为200 μm、N/A0.26的光纤进行了优化。 | ||||||
1.2-8.0um热红外光源：在 500 μm 光纤中> 5 mW 功率、稳定性优于 +/- 0.5 %、光纤传输
1.2-8.0um热红外光源 | |
波长范围 | 1.2 - 8.0 μm |
光源 | 1375 °C Silicon Carbide source |
功率 | > 5 mW power in 500 μm fiber |
寿命 | 5,000 hours High stability |
制冷 | Active cooling |
光纤接口 | SMA-905 |
尺寸(HxLxW) | 90 x 130 x 160 mm3 (H x L x W) |
重量 | 1.5 Kg |
测量套件：由光源、样品接口和光谱仪组成、为特定测量情况开发、所有部件都是为协同工作而定制
130kHz高速中红外光谱仪（2-12um）应用
黑色塑料识别
工业实时监测
光纤探头测样品
光学镀膜表征
透射光谱测试
反射光谱测试
光纤耦合光谱测试
关于昊量光电：
上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
中红外光谱在黑色塑料识别中的应用
在循环经济的世界里，减少废物量和回收现有的塑料资源至关重要。围绕塑料分类已经开发了很多回收技术，但黑色塑料仍然是一个很大的挑战。 “近红外光谱法使塑料识别成为可能，近红外光谱法能够高精度地对各种塑料进行分类。另一方面，黑色塑料完全无法检测到，在研究和实际应用中带来了许多困难。 中红外光谱可以为减少和回收塑料带来新的机会 目前用于塑料分拣的技术标准是使用近红外光谱仪，该光谱仪测量来自塑料表面反射的光源的光。不幸的是，在家庭和工业中都广泛使用的黑色塑料无法通过近红外光进行分类。这是因为它们吸收了所有入射光，并且没有留下任何东西可以被检测到。因此，黑色塑料通常最终被填埋或被焚烧而不是回收利用，从而构成很高的环境和健康风险。 相比之下，中红外光对黑色塑料的吸收程度不如近红外光，因此可以识别颜色中性的塑料。因此，基于中红外光的分拣设备有可能在与其他塑料等同的基础上回收黑色塑料。 测量塑料反射光谱的要求 塑料是用光源和光谱仪在反射装置中测量的，如下图所示。薄于几百微米的塑料箔可以在透射过程中进行测量，这使得该过程更容易，但所有其他塑料都必须在反射中进行评估。 Globar碳硅棒最常用作光源，因为用大量的宽带光覆盖一厘米大小的区域既简单又便宜。激光源在实际情况下使用起来并不容易，即使是宽带激光源也是如此，因为大多数塑料样品的不均匀性和不可预测的形状会导致光在任意方向上反射。 中红外光谱仪有多种版本，具有许多不同的特性。出于研究目的，中红外光谱仪最关键的特性是分辨率、灵敏度和稳定性。这些高端光谱仪可从一系列供应商处获得。然而，对于塑料识别应用来说，这些特性当然是可取的，尤其是灵敏度，但同样重要的是对周围环境的鲁棒性、价格，也许最重要的是速度。 在塑料分拣线中，有许多样品快速通过，因此非常重要的一点是： • 光谱仪的灵敏度足够高。黑色塑料只反射少量的光;光谱仪必须足够灵敏，以便从每个样品中提供有用的数据。 • 速度足够高，可以识别快速移动的传送带上的塑料。大多数传统的中红外光谱仪以 1 – 10Hz的速率测量光谱;对于塑料分拣，需要更高的速度才能有效分拣所有塑料废物，例如 100Hz。 • 光谱仪可以在不受分拣设施中存在的高温（或低温）和不可避免的振动干扰的情况下运行。这是将传统FTIR仪器应用于工业领域的最大障碍。 S2050中红外光谱仪在黑色塑料分拣中的解决方案 专为工业环境而设计：它是市面上超快的中红外光谱仪，没有活动部件，因此非常耐振动。此外，它是光纤耦合的，非常敏感，并且对于许多应用都具有高分辨率。 使用上转换技术的黑色塑料光谱 在特定测量情况下，在反射中测量的塑料的参考光谱不容易使用。这是因为在实践中测量的光谱可能取决于所讨论的塑料片的角度和形状。我们使用球形光源和 S2050 光谱仪测量了许多不同塑料的反射光谱;右图显示了四种最常见的家用塑料的例子，即聚对苯二甲酸乙二醇酯 （PET）、聚苯乙烯 （PS）、聚丙烯 （PP） 和聚乙烯 （PE）。从这些光谱中可以明显看出，最有趣的区域是 3 – 4 μm，但更常见的是 2.5 – 4.5 μm 是塑料分选的理想区域。 下一步是用一种算法来了解这些采集的光谱之间的差异。 S2050中红外光谱仪在现实生活中的塑料分拣中的应用 密歇根理工大学 （MTU） 与我们一起证明，使用快速中红外光谱法可以有效且准确地对黑色塑料进行分类。通过椭圆反射器中的简单球形光源、 S2050光纤耦合光谱仪和 MTU 开发的示教分类算法，可以以 200 Hz 的速率识别许多不同的固定塑料。 智能算法和准确数据的结合使系统能够正确识别所有测试塑料块。在一项较新的研究中，使用相同的系统来测量和识别移动的塑料颗粒，模拟真实的分拣情况。在 100 Hz 采集下，以接近 100% 的准确率识别移动 10 cm/s 的塑料。 我们的产品提供独特的组合，适用于最深色的样品、最低的浓度和最快的反应。
光学镀膜表征
光学镀膜由光学元件（窗口片或透镜）表面上的各种材料薄层组成。光学镀膜在有限的波长范围内工作，通过反射一部分入射光 （R） 而透射其余光 （1-R）。镀膜的目的是保护光学元件的表面或改善其性能。 例如，测试激光滤光片的透射率、延长太阳能电池的使用寿命、测量和监控照明反射器、运动检测器或电信系统。 镀膜是通过在控制良好的真空环境中沉积交替材料的薄层来制造的。真空沉积可以通过在真空中蒸发固体或液体涂层材料来实现。在汽化过程中，原子或分子沉积在需要镀膜的光学元件表面。 抗反射 （AR） 和高反射 （HR） 镀膜是大多数波段光学系统中使用的两种类型的镀膜。 AR抗反射光学镀膜 AR镀膜的应用通过增加透光率来减少表面反射。由于减少了反射，包括显示面板、太阳能电池和光学镜头在内的各种应用都采用了抗反射镀膜。 HR高反射光学镀膜 HR镀膜在需要的地方增加反射率。因此，高反射率镀膜在对热损伤敏感的产品中具有广泛的应用潜力。在反射镀膜大部分应用是分束器，它产生的镜面将红外辐射反射回其源。 光学镀膜的发展非常迅速，尤其是红外材料。 红外光学镀膜是指红外光谱中 740 nm 及 25000 nm 波长以上的光的镀膜程序。应用包括高功率激光器、热像仪和机载成像仪。 光学镀膜的质量、性能和有效性受材料的均匀性和厚度的影响。在红外涂层材料中，光谱透射率和化学成分不同。用于红外辐射的材料比用于较短波长或可见光的材料具有较强的机械耐久性。就化学成分而言，材料差异很大。为了实现薄膜涂层所需的耐久性和功能性，必须对化学物质分子中原子的排列、类型和比例进行深入测量和评估。 为什么在光学镀膜测量中使用快速、灵敏和准确的光谱？ 在生产过程中，需要快速准确的光学测量才能实现深度涂层分析。光谱光学测试最常用的测量工具是分光光度计。分光光度计具有高精度、高速度和高分辨率，是测量光在光学镀膜上的透射、反射、散射和吸收的理想选择。 在红外光谱范围内，许多不同的分子都具有非常强的吸收特性。高速、高分辨率和超灵敏的红外光谱仪是测量光学膜厚度和测量涂层表面膜厚均匀性的最佳选择。 快速光谱仪可以研究在生产和/或生产后 QA 检查下发生的光透射和吸收。 高灵敏度对于准确检测和表征各种分子至关重要。此外，它还降低了对高亮度光源的要求。 高分辨率光谱仪可以监测窄带滤光片的生长并消除衬底干扰误差。 我们的2.0-5.0 μm光谱仪结合了速度、高灵敏度和高分辨率，为红外镀膜质量控制和生产监控提供了创新的革命性解决方案。 案例：镀膜透过率测量 我们进行了一个简单的传输测量发送MIR光通过不同的涂层样品。该光谱仪在20毫秒的曝光时间内捕获单次数据。 其装置为:光源→样品→近红外光谱仪。 光源为30W全局光源;可以使用更高功率或更高亮度的光源来缩短曝光时间。在20毫秒的曝光时间，光谱仪的读数接近50Hz。在标准配置中，光谱仪读取全光谱最快400Hz。对不同的电子器件(最终几十千赫是可能的) 可能比400Hz更快。这个装置可以很容易地光纤耦合使得光源可以在必要时从样品附近移开。 红外窗口(a) - (f)和两个塑料(g) - (h)的带宽为2.0-5.0µm的红外透射图如下图所示。涂层规格由供应商提供。 为什么选择 S2050 光谱仪用于您的光学镀膜应用？ • 高达130 kHz的读出率 • -80 dBm/nm灵敏度 • 分辨率低至5 cm-1
激光诊断：中红外脉冲激光器表征
在所有波长区域中，中红外光谱对于激光科学家来说仍然相对未知。尽管市场上中红外激光源的供应有限，但许多行业都从中受益。中红外激光器主要用于吸收光谱和红外成像，但随着更高的亮度、更好的模式质量和更好的调制的出现，许多其他应用也看到了曙光。这导致了近年来对红外激光技术的广泛研究和发展。 中红外激光技术是一个不断发展的领域，涉及各种不同的平台和材料，如半导体激光器、气体激光器和光纤激光器。 相干红外光源的发展和进步为激光表征创造了新的条件。为确保成功的进展，需要专门用于表征每种设备的设备。光束诊断、激光脉冲表征和光谱功率密度测量需要快速、灵敏和准确的仪器。 S2050-130k中红外激光器发出的光的时间域和光谱域提供了独特的见解。带宽为 2 μm 至 5 μm，全光谱读出率高达 130 kHz，灵敏度名列前茅，可以表征许多不同的激光特性。 在所有波长区域中，中红外光谱对于激光科学家来说仍然相对未知。尽管市场上中红外激光源的供应有限，但许多行业都从中受益。中红外激光器主要用于吸收光谱和红外成像，但随着更高的亮度、更好的模式质量和更好的调制的出现，许多其他应用也看到了曙光。这导致了近年来对红外激光技术的广泛研究和发展。 中红外激光技术是一个不断发展的领域，涉及各种不同的平台和材料，如半导体激光器、气基激光器和光纤激光器。 相干红外光源的发展和进步为激光表征创造了新的条件。为确保成功的进展，需要专门用于表征每种设备的设备。光束诊断、激光脉冲表征和光谱功率密度测量需要快速、灵敏和准确的仪器。 S2050-130k中红外激光器发出的光的时间域和光谱域提供了独特的见解。带宽为 2 μm 至 5 μm，全光谱读出率高达 130 kHz，灵敏度名列前茅，可以表征许多不同的激光特性。 中红外超连续谱激光源 例如，以 80 kHz 的全光谱读出率和 4cm-1 的分辨率测量来自带宽约为 3.0 μm – 4.2 μm 和重复率为 40 kHz 的 2 ns 脉冲的超连续激光源的单脉冲。 图一 在图1中， （a）显示了12 ms数据采集的原始数据 （b） 显示一个放大图，其中其他读出都是空的，符合在 40 kHz 重复频率和 80 kHz 采样下所预期的那样 （c） 显示 10 个连续光谱。光谱中的波动主要由来自光源的噪声。 调制中红外激光电流 在另一个示例中，3330 nm中红外激光器的驱动电流幅度以1 kHz线性调制，发射光的全光谱以80 kHz记录，分辨率为4 cm-1。图2显示了在驱动电流的调制下，激光器的振幅和中心频率是如何变化的。 这一特性只能我们的kHz速率光谱仪来测量。 图二 以上两个示例展示S2050-130k光谱仪如何凭借其 130 kHz 的全光谱读出率为中红外激光器表征提供独特的见解。
用光纤探头测样品红外光谱
使用光纤探测小样品：光被样品反射，并通过另一根光纤传输回光谱仪。 在高科技和传统行业中，许多产品或样品体积小或难以接近，这使得它们在生产和质量评估过程中本质上难以检查。 一些应用示例包括： • 硅晶圆的生产 • 用于集成光学的小型光学元件的检测（光纤检测） • 在高温环境和真空室中进行测量 • 宝石的表征 对于所有这些应用，光纤是一种将光带入和带出样品以进行光学表征的便捷方式。此外，这种方法还为自动化监控提供了所有知识和可能性。在可见光和近红外（NIR）范围内，光纤、光源和测量仪器已经得到广泛发展，并将继续如此。然而，在中红外（MIR）范围内，分子与探针光的相互作用更强烈，设备的选择受到限制，因此在许多行业的使用程度较低。 光学探测的行业要求 要使用中红外光进行样品检测，需要中红外光源、光纤探头和光谱仪。这套设备可以提供有关被检样品的状态或质量的详细信息。从样品返回的光提供了关于哪种特定分子组成在样品中占主导地位的宝贵信息。即使是小浓度的分子也可以被测量。对来自光谱仪的这些数据进行分析将揭示这些信息。 出于研究目的，中红外光谱仪最重要的特性是分辨率、灵敏度和稳定性，而这种高端光谱仪可以从一系列供应商处获得。然而，对于工业应用来说，这些特性当然是可取的，但同样至关重要的是对周围环境的鲁棒性、价格，也许还有最重要的速度。 在具有许多或非常大样品的生产线中，以下几点非常重要： • 光谱仪可以在不受生产设施中存在的高温（或低温）和不可避免的振动干扰的情况下运行。这是将传统FTIR仪器引入生产设施的最大障碍。 • 设定了一个合理的价格。单一工具的价格通常不是最重要的。然而，当需要许多设备时，公司往往不愿开始投资昂贵的设备，这在生产线上通常是这种情况。 • 有足够的速度使生产顺利进行。在工业 4.0 框架下监控生产必须与现有生产同步工作，以免成为瓶颈，最终导致成本超过节省的成本。 解决方案 中红外光谱仪 S2050 系列专为工业环境而设计：它是市面上超快的中红外光谱仪，没有移动组件，因此非常耐振动。它是光纤耦合的，非常敏感，并且对于许多应用具有良好的分辨率。 探头和接口之间的光传输 测量装置的另一个关键特性是光学接口。根据样品的性质，市面上有许多不同的解决方案：固体表面通常使用光纤和光纤之间的直接传输或一定角度的反射。液态化合物通常使用衰减全反射 （ATR） 晶体进行测量，该晶体可能是光纤耦合的，也可能不是光纤耦合的。有不同的光纤尺寸和材料可供选择，并且制作成束以将光带入和带出样品。正确的解决方案取决于所考虑的样品。 该探头设计用于测量来自小样品的中红外光在非常明确的区域内的反射。一根光纤将光带到样品上，另一根光纤收集光并将其发送到光谱仪。 在可调节载物台上使用的紧密接触探头;样品位于探针尖端下方 如图所示，我们为小样品制作了一个近距离接触探针。光通过一根光纤进入，并以等于光纤尺寸的光斑尺寸传输到样品上。使用 400 μm 光纤，在距探针尖端 4 mm 的样品高度处实现 400 μm 的光斑尺寸。光在样品上被反射并引导回另一根光纤，通过该光纤到达光谱仪。该探头非常适合小样品，例如在晶圆上。
红外光谱测量
光谱学是研究光如何与不同波长的不同材料相互作用的学科。测量电磁波通过材料的吸收和传输量，可以确定材料的特性并分析光源。 光源 光源通常是某种热丝源或球形光源，可以发射从可见光的紫外到远红外范围的全光谱光。它可能是特定范围的特殊光源，用于优化强度，也可以是更常规测量的非常广泛的光源。 光检测 检测特定波长的光的最简单方法是使用色散元件（如光栅）分离光。在一种方法中，信号被分散到像素阵列上，例如CMOS芯片。每个像素对应于一个特定的波长，并将入射信号光转换为一组信号强度和波长。这称为光谱。这种检测方法称为光栅光谱仪，同时读出全光谱。最快每秒可以测量数千次，透射光谱能够立即检测到样品的快速变化。 光接口 最耗时的任务通常是搭建到样品的光学接口。因此，我们开发简化这项任务。每个套装都配有红外光谱仪、红外信号源、软件和光纤，您只需插入设备并执行所需的测量。 光谱测量没有通用的最优接口 - 不同的样品需要不同的接口。然而，我们已经为行业内的广泛应用提供了几种不同的定制解决方案和许多测量测试。最好和最常用的套件已汇聚到下面显示的产品中。 在以下各节中，我们将讨论一些不同的光谱测量情况。 案例 1：透射光谱 在这种情况下，该装置由一个光源和一个光谱仪组成，中间有一个样品架。该样品架可以是一个流通池，液体在两个窗口之间流动。第一步是获得一个空流通池的参考测量值。第二步是当池中液体流动时，记录测量序列。第三步在光源完全遮挡的情况下进行背景测量。分析数据需要减去背景值，并将空池测量值与流动测量值进行比较，或使用光传输定义。 通过这种方式，可以收集流动液体的时间序列透射光谱，提供有关其光谱特性以及它们如何随时间变化的信息。 测试套件：光纤耦合的透射套件 薄的半透明样品是透射光谱分析的理想选择。只要样品不是吸收太强，透射是测量其红外特性的一种简单有效的方法。 下图所示使用光纤耦合传输，可以非常容易地开始测量薄流通池中薄膜、箔、涂层甚至液体的红外特性。这些光纤可以很容易地将光源和光谱仪与样品进行机械耦合。 好处： • 光纤对准样品 • 易于搭建和测量 • 适用于薄样品和半透明样品 案例 2：反射光谱 将光源反射到目标上，光谱仪可以检测到这一点。在光源被阻挡的情况下，背景测量值以相同的方式获得，但参考是从中性反射表面获得的。这是一种均匀反射所有波长的表面，例如金属镜或漫反射金属表面。然后移除参考靶标并用样品替换。这样，光传输计算将产生样品的反射光谱，并提供有关表面的特定光谱信息。 测试套件：反射套件 在给定样品的反射下进行的测量需要强光源和将反射光输入光谱仪的方法。 用下图所示椭圆形反射器，可放置在距离样品20 cm的位置，并照亮直径约1 cm的区域。反射光被光纤头收集并发送到光谱仪。 在此装置中可以研究不同的样品，例如黑色塑料、涂层金属板或反射光学元件。 好处： • 强光源 • 光收集光学元件 • 1 cm 测量区域尺寸 • 适用于塑料、非透射材料和表面样品 案例 3：光纤耦合光谱 此示例可能包括透射光谱和反射光谱，具体取决于特定的光纤探头。对于特定的测量情况，可以实施许多不同的设计，但我们选择了一个简单的反射探头进行局部采样。在这种情况下，光源是光纤耦合的，并通过具有大纤芯直径的多模光纤传输。从目标表面，光被一个透镜收集并聚焦到另一根多模光纤上，该光纤将光引导到光谱仪。反射测量程序与基本反射装置相同，但具有光纤耦合的额外灵活性。 测试套件：光纤耦合探头套件 可以在小而明确的区域内进行快速和灵敏的测量。光通过光纤从NLIR光源带到样品中，然后通过光纤再次收集并带到光谱仪。 探测区域可以小到几百微米，并且只测量该区域。返回光谱仪的光具有样品红外特性的详细信息。此装置的典型测量时间为100 ms。 好处： • 光纤对准样品 • 测量面积小 • 适用于小型或集成设备 案例4：红外光谱 红外光与不同种类物质的相互作用是光谱学的一个特例。这涵盖了从近红外 （900-2000 nm） 到中红外 （2000-6000 nm） 到远红外区域 （7000-16000 nm） 的范围。这些系列中的每个应用对于工业和研究目的都至关重要。有许多应用，例如，包括近红外线的食品分析、中红外线范围内的塑料、有机材料和矿物质分析，以及远红外线范围内各种复杂分子和物质的特征分析。 这是一个困难的工作范围，因为许多标准材料会吸收该区域的所有光线。这是因为光是人眼不可见的。然而，对于许多应用来说，这是一个非常有价值的区域，因为大多数材料最重要和最独特的光谱特征都在这里找到。 上述所有情况都可能适用于红外区域。 对于红外光谱的光谱测量，市场上有许多仪器可供选择。我们的产品提供独特的组合，适用于最深色的样品、最低的浓度和最快的反应。 有关光学接口的更多信息 光学表征装置的关键是确保红外光与样品相互作用，从而为检测器带来最多的光量和最多的信息。例如，金属镜子会反射大量光线，因此作为样品，它发出的信号很高，但关于镜子基板的信息很少，因为光线永远不会进入镜子的前表面之外。另一方面，在透射中测量的一块黑色塑料会给探测器提供不足的光线，但是通过的少量光线会携带有关塑料的大量信息。 以下是不同样本的更多示例以及如何克服它们的挑战： • 涂层钢板：钢卷或钢板通常具有高度反射性，因此很容易在反射中测量涂层，既有重要的信号，也有大量的信息。该样品的挑战在于它通常很大，因此大多数测量都需要快速完成，以在给定时间内覆盖最大可能的面积。执行这项任务需要强大的光源和快速光谱仪。 • 塑料薄膜/箔：传输既能提供高信号，又能提供大量信息。如果铝箔变得太厚（通常超过1毫米），则光谱仪的光线不足可能是一个问题。 • 黑色（废）塑料：这种样品通常太厚而无法传输，必须在反射中进行测量。反射测量通常对表面粗糙度非常敏感，并且反射光的量可能会有很大变化。然而，反射光包含了很多信息。这种应用需要强大的光源和快速灵敏的光谱仪。 • 硅晶圆/集成器件：集成设备上的许多组件要么具有红外特性，要么可以通过红外辐射来表征。对于这类样品来说，重要的是只测量相对较小的区域。光纤对于将光传入和从小样品传出以及将光传入光谱仪非常有用。我们为此开发了一种光纤耦合探头。 • 液体：大多数液体测量情况都以某种方式涉及水，水会强烈吸收红外光。因此，确保大量信号和大量信息的最常见技术是使用衰减全反射 （ATR） 晶体，其中光从晶体内部与晶体-液体界面处的液体接触。 • 粉： 众所周知，测量粉末形式样品的红外特性非常困难，因为光在相互作用时会散射。没有标准化的方法来执行这项任务，但我们在反射测量方面取得了一些成功。从粉末样品中返回的光量很少，因此需要检测器具有尽可能高的灵敏度。 快速光谱分析 单波长检测器有助于工业过程监测、快速化学反应或任何其他需要 ns 上升时间和 MV/W 响应的挑战。为了达到这些性能水平，我们提供上变频技术和高性能硅 APD 探测器的独特组合。与自由空间或光纤输入端口一起，能够为红外探测器提供更高水平的易集成性。 超低信号检测光谱 即使您的实验需要提取最微妙和最微弱的信号水平，D2250-DC 也能提供令人难以置信的 200 GV/W 红外响应。 结合飞瓦特噪声性能和巨大的动态范围，探测器可以提供出色的结果。它非常适合任何需要超低信号提取的应用。
工业实时监测
实时工业监控是当今智能制造的主要优势之一。对实时数据的持续监测和分析对于确保工业过程和生产设施的可持续性和效率是必要的。 工业过程由传感器直接监控 在线工业监测通常需要在恶劣和苛刻的条件下进行可靠和持续的实时测量。例如，相关情况可能是产品材料在传送带上传递，其中需要对表面成分进行实时采样。在某些情况下，高温炉过程需要提取有关污染和温度的信息，或者在燃烧监测中，标准温度监测系统是不够的。 NLIR的仪器在实时工业监测中的应用 在这种情况下，NLIR的仪器提供了可能性，使光纤耦合光学头能够进入狭窄和恶劣的空间。它们还支持高速数据提取接口，允许在 kHz 范围内读取全频谱，以及丰富且无与伦比的数据级别，从而实现复杂的数据分析。 S2050解决方案的核心是上转换技术，它优化了著名的高速CMOS相机在红外光谱应用中的使用。从本质上讲，这消除了对主动冷却和移动部件的需求，同时简化了仪器的连接和接口要求。与光纤耦合光学头一起，可以实现极其灵活和简单的设置。S2050的光谱仪插入计算机，光学头指向测量区域，可以收集实时数据。 实时测量任何距离的热样品 S2050的中红外光谱解决方案可在所有距离上快速测量各种物体，如：国防与安全、钢铁生产、燃烧过程、工业和从天文学到材料的科学研究。只需将光纤头指向燃烧过程或其他热样品，就可以捕获来自燃烧过程或其他热样品的光。具有毫秒级读出时间，可实时测量燃烧发射量并检测各种样品的成分。实时分析碳氢化合物（甲烷、乙烷和其他烷烃）的燃烧产物：二氧化碳 （CO2）、一氧化碳 （CO）、水 （H2O）、氨 （NH3）、氮氧化物 （NOx）、二氧化硫 （SO2） 和其他气体。 快速光谱分析 单波长检测器有助于工业过程监测、快速化学反应或任何其他需要 ns 上升时间和 MV/W 响应的挑战。为了达到这些性能水平，我们提供上变频技术和高性能硅 APD 探测器的独特组合。与自由空间或光纤输入端口一起，能够为红外探测器提供更高水平的易集成性。 我们的产品提供独特的组合，适用于最深色的样品、最低的浓度和最快的反应。 提供MHz 检测器和 kHz 光谱仪在 2-5 μm 和 7-12 μm 范围内提供前所未有的速度和灵敏度。此外，凭借内部制造和设计，我们经验丰富的工程师团队随时准备与您合作开发下一个 OEM 应用。
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