高吞吐量OEM光谱仪用于拉曼光谱仪

Dr. Michael Foster, Director at IS-Instruments Ltd, talks to AZoM about high throughput OEM spectrometer for Raman spectroscopy.

Why is the new high throughput/etendue spectrometer ideal for Raman spectroscopy?

有两个主要优势。首先是拉曼信号通常非常弱，因此任何改进捕获的方法都是可取的。具有较高的吞吐量/eTendue光谱仪可以收集更多的拉曼光子，因此可以提高仪器的灵敏度。

Raman spectroscopy is an ideal technique for many quality control and assurance applications. This is particularly true in the pharmaceutical industry, where it can provide fast, precise identification of the chemical composition of a given material. However, most Raman systems can only sample small areas (<< 1 mm diameter) of a given target, such as a pharmaceutical tablet, due to their limited etendue.

In order to acquire a truly accurate reading the whole sample must be measured, which requires the spectrometer to make measurements of a diffuse source that could be at least 1 – 5 mm in diameter. The increased etendue offered by IS-Instruments HES spectrometer allows measurements to be made of these diffuse samples in a cost effective package.

这种低成本设备与当前市场上的常规系统相比如何？

市场上的常规系统由廉价，小型，便携式光谱仪或昂贵的大型实验室系统组成。

Our aim was to produce a system that would be targeted for on-line measurements with most of the capability of the lab-based systems but at a price point comparable with the portable systems. Thus we have a performance advantage over the portable systems and a significant price advantage over the lab-based systems, making this an ideal choice for Quality Assurance type applications.

结合我们测量较大目标样品区域的能力时，HES光谱仪比目前市场上的常规系统具有几个明显的优势。

这使得系统特别适合传输和对峙拉曼应用。

该系统如何工作？

我们的系统可以被认为是傅立叶变换光谱仪的变体，但是它们不是在时域中形成边缘，而是在空间域中形成。这使它们可以在不需要活动部件的系统中形成，因此可以提高可靠性并降低成本，同时保持出色的性能水平。

该设备可以与大型接收光学元件集成。您可以详细说明涉及的光学元件类型以用作OEM设备吗？

The system was designed to be fibre coupled for ease of use and enable the OEM functionality. The large etendue allows the instrument to be coupled to large core optical fibres, up to 1.5 mm core diameters have been demonstrated. Using such large core fibres allows the system to be easily integrated into a variety of configurations of receiving optics, from simple lens arrangements to large aperture fast telescopes.

它还使光谱仪易于与外部光学系统对齐。如果潜在客户感兴趣，我们也很乐意调整系统与自由空间光学的集成。

What would you describe as the main end-user requirements for this device?

与任何光谱仪一样，我们的客户主要对光谱分辨率，光谱范围和我们可以提供的设备的灵敏度感兴趣。由于我们的设备提供了较大的内容，因此通常需要对目标的最大尺寸进行采样。

我们的系统可以选择与特定最终用户需求相匹配的探测器。标准模型的分辨率约为4.7厘米^-1但是，如果需要进行更详细的测量，可以根据需要进行调整。我们的工程师经验丰富，可以为客户的最终要求定制最终解决方案。

最近是否有一个案例研究来证明该系统在该领域的应用，这如何帮助您更多有关该设备性能的信息？2020欧洲杯下注官网

Yes a good example is在我们的网站上介绍。此简短的技术说明描述了使用光谱仪进行的测试，以从加压气管中的2.4 m样品距离进行拉曼测量。该系统能够在不到10分钟的时间内鉴定二甲苯的微小样品。测试显示系统的敏感性及其对现场应用的适用性。

这是一个很好的演示，如何以具有成本效益的方式将技术定制为特定应用程序。

光谱仪可能会出现哪些常见问题，您如何努力设计OEM光谱仪以确保不会发生这些错误？

There are several issues that affect spectrometers, although no one problem could be considered common to all. Mechanical effects, such as flexure or thermal stresses, can affect all spectrometers. Over time this may result in a spectrometer drifting, causing issues with correct identification of spectral lines or sensitivity and requiring at least recalibration.

显然，任何系统都容易发生这些效果，但是我们的光谱仪旨在在需要频繁维护的系统的高性能和较低性能，便携式光谱仪的稳定性之间提供良好的折衷。

Our system provides very high performance but has no moving parts. This results in an inherently more stable configuration, like the portable spectrometers, but with performance closer to the lab-based set-ups.

在不太可能发生问题的情况下，提供了一个可以使用标准实验室内容执行的简单重新校准过程。

我们一直在光谱仪中发现的另一个问题是，用户界面通常是笨拙且非直觉的。我们试图牢记用户设计用户界面，并使操作尽可能直观。如下所示，可以简单地使用各种选项导航，以处理数据，识别光谱峰并尽可能轻松地调整显示屏。

图1。is-insruments用户界面显示。

诸如挠曲，波长校准问题和介理匹配等问题是否会影响光谱仪的信噪比？

如上所述，仪器没有运动部件，并且本质上是稳定的，因此在每次测量之前都不必校准。但是，在不太可能发生问题的情况下，可以提供一个可以使用标准实验室内容执行的简单重新校准过程。

有助于发展该设备并扩大其应用领域的主要开发工作是什么？

We at IS-Instruments are continuing to work on new advances in the spectrometer design specifically trying to improve its internal transmission. As new detector technology becomes available, new models of the instrument will be produced (including possible photon counting systems using EMCCDs). We are also developing new and innovative methods of capturing the Raman photons with application use in mind. We will be putting a range of new spectrometer products and accessories on the market in the next 6 – 12 months.

Where can we find further information?

Further information can be found at我们的网站, or by contacting myself at[电子邮件保护]。

关于迈克尔·福斯特

迈克尔·福斯特（Michael Foster）博士在1999年在彗星氛围的研究中完成了博士学位。由于他对仪器的兴趣，他随后进入了LiDar和遥感领域。在过去的11年中，他在该地区工作，在许多太空激光雷达项目中发挥了关键作用，包括设计Earthcare，ADM（Aeolus）和Ascope任务的过滤解决方案。

Foster博士被公认为是英国的LiDar Instrumentation的主要专家之一，并且在过去十年中与许多研究小组合作，发展了各种概念。其中包括UCL，伦敦帝国学院，莱斯特大学，开放大学和南安普敦大学。

2010年，乔纳森·斯托里（Jonathan Storey）博士迈克尔（Michael）建立了Is-Inspruments，以使用光学仪器为工业问题开发新的解决方案。特别是，这包括开发可用于工业环境的新的高通量光谱仪。