光谱学-执行精确的，特定应用的传输测量

这篇文章概述了“土卫五”光谱仪系列如何以多种不同的方式对半透明材料进行透射测量，以及如何对其进行定制以实现最佳测量。欧洲杯足球竞彩

由于半透明材料的测量具有无穷无尽的应用，本文重点讨欧洲杯足球竞彩论了透射测量的一般原理。

在试管中测量箔、薄膜、玻璃甚至液体和荧光测量是应用领域的一些例子。

本文简要讨论了涉及的程序，并演示了几种测量传输的光学配置方面的潜在测试设置。然后展示了如何调整光谱测量引擎和光源，以适应用户具体的传输测量应用。

传输测量

测量程序和设置

在透射测量过程中通常涉及两个步骤-通过测量没有材料或物体的参考标准光源来收集基线，以及使用材料或物体进行测量。

这些测量值之间的任何偏差将定义给定物体的光谱传输特性。本文讨论了传输测量的一般方面。

在透射率测量中，必须用探测器和参考标准光源来测量物体的透射率，这个参考光源可以是卤素光源或LED光源。

为了匹配被测物体的光谱特性，可以使用各种光源:这些光源应该能够发射被测物体的整个首选波长范围。在不发射光的波长处，光就不能传输，这意味着不可能从测量数据中得出特性。

对于所有半透明的物体，光的一部分被反射，一部分被吸收，一部分被透射。物体的特性决定了这三个变量在不同波长下的偏差。

由于能量守恒，可以说光源射向物体的总光量等于给定物体的吸收(α)、透射(τ)和反射(ρ)之和(式1)。

考虑到探测器只能测量物体的透射。本文中概述的设置和程序不能用于测量吸收和反射，只能使用公式1从收集的数据中导出和。

α + τ + ρ = 1方程1

图1所示。入射光(1)分为吸收、透射和反射

样本的属性

应用半透明物体可能会产生特定的透射特性。一种材料可以将光直接通过该物体，或者它可以在相反的一面或在两者之间的任何地方有漫射光分布。漫反射材料和非漫反射材料的区别如图2和图3所示。欧洲杯足球竞彩

当考虑正确的测量几何时，这些特性在被测材料的响应中就变得很重要。选择可以从使用余弦校正器和积分球，到使用透镜发射和接收光，以及这些光学的组合。

对于高度扩散的半透明物体，推荐使用积分球体。如果使用余弦校正器测量高漫射半透明材料，光输出可能相对较低。欧洲杯足球竞彩根据整个设置，信噪比可能不是最优的，会对测量结果产生负面影响。

图2。漫射透射响应的例子:透射光线在大角度上分布。可能需要一个积分球来捕获所有透射光。

图3。非漫射透射响应的例子:透射的光线不是漫射扩散的。对于这些应用，基于余弦校正器的系统可能是有用的。

几何学1:积分球/透镜

下面的步骤演示了使用一个与积分球相连的光谱仪和带有准直透镜的Steropes LED光源的设置。根据应用，光源可以加入到积分球提供漫射光。

然后，透镜与光谱仪相连，测量光线。另一种选择是将光源连接到透镜上，并通过与光谱仪相连的积分球测量光的透射。本文中描述的所有传输测量都依赖于相同的过程，只是使用了不同的光学。

第一选择:光源-积分球-样品-准直透镜-分光计。

第二选择:分光计-积分球-样品-准直透镜-光源。

几何学2:余弦校正器/透镜

透射测量也可以使用与光源或光谱仪配对的余弦校正器和与另一侧设备配对的(准直)透镜的组合来进行。如果将一个准直透镜连接到光源上，透射光将被准直。

余弦校正器应连接到光谱仪，透镜应连接到光源，反之亦然，这取决于要测量的材料的性质。在此之后，测量程序保持不变:设置一个基线，然后进行测量。

为了获得最佳的测量结果，物体与光源、余弦校正器与物体之间的距离应尽可能小。必须指出的是，这种光学配置比积分球面设置更经济有效，尽管它也需要更精确的校准。

如果透镜和余弦校正器没有正确对齐，测量数据可能会受到测量偏差的负面影响。

第一选择::光源-余弦校正器-样品-准直透镜-光谱仪。

第二选择:光谱仪-余弦校正器-样品-准直透镜-光源。

选择和定制正确的测量设备2020欧洲杯下注官网

光源

透射测量可以在不同类型的半透明物体或材料上进行。欧洲杯足球竞彩遵循正确的程序以及所使用的设备的组合将定义传输测量的结果。2020欧洲杯下注官网

为了获得可用的数据，探测器(光谱仪)和光源都应与待测材料感兴趣的光谱区域相匹配。例如，如果一个测量应用程序需要在VIS (380 - 780 nm)范围内进行完整的光谱分析，那么光谱仪和光源都应该能够覆盖这个波长范围，具有良好的信噪比。

这意味着光源在某一波长应该发射足够的光。为了支持各种测量应用，Admesy提供了大量来自定制彩色和白色LED光源的稳定光源，以及可选的蓝色增强滤光片，在整个波长范围提供优化响应的卤素。

下面是Admesy光源光谱功率分布的一些例子。可以观察到，所有的光源都表现出完全不同的光谱分布，表明不同的波长峰。

谱仪

选择正确的光谱仪配置对获得可用的透射测量数据至关重要。光谱仪在样品感兴趣的给定波长范围内应具有足够的灵敏度。除了感兴趣的光谱范围外，测量数据中所需的细节量也同样重要。

如果测量应用需要对小光谱范围进行高精度分析，那么光学分辨率可能必须高于宽带测量。为了涵盖这些关键方面，Admesy设计了土卫五光谱仪系列-一个完全可定制的光谱仪，覆盖200 - 1100 nm范围。下面介绍Rhea系列光谱仪的可调元件。

探测器

土卫五光谱仪使用滨松的冷却CCD探测器。目前，该光谱仪支持200 - 1100 nm范围的探测器。下图显示了该探测器的量子效率。在未来，Rhea系列光谱仪将集成更多的检测器选项。

狭缝大小

进入光学平台的光量由狭缝的大小决定，狭缝的大小影响半宽，狭缝的大小越小，半宽越小，分辨率越高。不同尺寸的狭缝可以适合所有的Rhea配置。下表给出了给定狭缝尺寸和沟槽密度时半宽的大致概况。

FWHM [nm] S7031-1006探测器(1024像素)
光栅G /毫米	100µm	50µm	25µm	10µm
200	3．7	2．7	２．４	2．3
300	2．6	1．8	1．6	1．5
500	1．5	1．1	0.95	0.85
600	1．3	0．9	0．8	0．7
900	0.90 - -0.65	0.60 - -0.45	0.55 - -0.40	0.45 - -0.36
1200	0.68 - -0.40	0.45 - -0.27	0.40 - -0.24	0.32 - -0.19
1600	0.45 - -0.14	0.30 - -0.10	0.26 - -0.08	0.21 - -0.06
1800	0.41 - -0.12	0.27 - -0.08	0.24 - -0.07	0.19 - -0.05

光栅

光栅将光分散成单个波长——色散的数量由沟槽的数量决定，以每毫米沟槽表示。在特定波长的最佳效率是由火焰波长决定的。

200槽系统响应

300槽系统响应

500槽系统响应

600槽系统响应

900槽系统响应

1200槽系统响应

1600槽系统响应

1800槽系统响应

分散范围

如果沟槽的数目越高，则弥散越宽。然而，这也限制了可分辨波长的范围，因为探测器有一个固定的宽度。低沟槽光栅可用于宽波长范围，而高沟槽光栅可用于小波长范围的完整分析。这个范围称为色散范围。沟槽的数量也会影响半宽。

滤光轮

的土卫五光谱仪具有4个ND滤波器(OD1, OD2, OD3和OD4)的滤光轮，使大动态范围，允许测量OD4以上的光密度。在滤轮上，第5、6位可全开全关。由于每个ND滤波器都是完全校准的，所以在ND滤波器轮位置之间不可见光谱差异。

启动和停止波长

启动和停止波长取决于对准和光栅选择。例如，色散范围为200 nm的光栅可以用在300 nm到500 nm，也可以用在400 nm到600 nm。根据感兴趣的传输测量区域，可以确定起始和终止波长以适合特定的测量应用。

光栅的响应图如上所示，发光波长为1000 nm，沟槽密度为每毫米300沟槽。响应曲线显示其在600 - 1100 nm范围内的最高灵敏度。

“土卫五”的结构是在这个光谱范围内进行传输测量的理想选择。一个潜在的应用可能是测量近红外阻挡滤光片来确定视觉光谱以外的光密度。随着可用光栅数量的增加，配置的数量将变得无穷无尽。

这些信息已从Admesy提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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