Спектрометрическая техника производства компании «ИТТ»
Спектрометрические модульные системы KD2M
Отличительным свойством спектрометрических систем KD2M является их универсальность, обеспечивающая индивидуальную возможность получения оптимального решения в самых различных областях применения. Это достигается путем комбинирования наиболее подходящих для каждого конкретного случая модулей освещения, сбора излучения, спектрометров и программного обеспечения. Отдельные составляющие как таковые также представляют собой строго стандартизированные узлы, что обуславливает простоту интеграции. Таким образом, на основе зарекомендовавшей себя технологической платформы создаются решения, которые отвечают специфическим требованиям конкретной области применения и остаются при этом легко и надежно интегрируемыми.
Наши спектрометры, работающие по технологии с использованием фотодиодных линеек (Hamamatsu, Япония), реализовываются на основе высококачественных отражательных дифракционных решеток, специально изготовленных в ГОИ им. Вавилова, что дает возможность при небольших габаритах быстро и с высокой точностью осуществлять сбор данных. Прочная конструкция и отсутствие подвижных частей позволяет работать без дополнительной юстировки в течение многих лет.
Для сбора данных в лаборатории или на производстве, в целях многовариантного анализа, а также для использования в различных сферах, в зависимости от области применения, мы предлагаем соответствующие пакеты программного обеспечения. Наши программные продукты позволяют не только регистрировать и просматривать, но и обрабатывать полученные спектры (усреднение, нормировка, сглаживание, вычитание базовой линии). Это дает возможность использовать прибор как для количественного, так и для качественного анализа сложных многокомпонентных образцов, позволяет использовать стандартные библиотеки или создавать пользовательские базы. В программный пакет для обработки и анализа спектров входят хорошо зарекомендовавшие себя алгоритмы идентификации материалов: Линейный дискриминантный анализ (Linear Discriminant Analysis, LDA) с предварительным выделением главных компонент (Principal Component Analysis, PCA) и Метод проекции на латентные структуры (Projection to Latent Structures, PLS).
Все представленные спектрометрические системы разрабатываются и производятся непосредственно нашей компанией. Нашу продукцию мы знаем вплоть до самого маленького винтика. Это свидетельствует о высоком уровне надежности и возможности быстро и профессионально реагировать в случае необходимости.
Таблица характеристик спектрометрических модульных систем
Модель системы спектрометра | Спектрометр | Модуль освещения, сбора излучения | Источник излучения | Спектральный диапазон | Спектральное разрешение | Применение |
KD2M-Raman-1064 | KD2M-NIR | Раман-пробник-1064 | Лазер 1064 нм | 0,9…1,7 мкм (смещение 300-3500см-1) | от 10 см-1 ** | Рамановская спектроскопия (комбинационного рассеяния) в ближней ИК-области |
KD2M-Raman-785 | KD2M-VIS | Раман-пробник-785 | Лазер 785 нм | 0,2…1,1 мкм (смещение 300-3500см-1) | от 1 см-1 ** | Рамановская спектроскопия (комбинационного рассеяния) в ближней ИК-области |
KD2M-Raman-532 | KD2M-VIS | Раман-пробник-532 | Лазер 532 нм | 0,2…1,1 мкм (смещение 300-9500см-1) | от 5 см-1 ** | Рамановская спектроскопия (комбинационного рассеяния) в видимый области |
KD2M- UV-VIS | KD2M- UV-VIS | Оптоволоконный пробник со сменными насадками для регистрации спектров диффузного рассеяния и зеркального отражения | Галогеновая лампа с кварцевой колбой | 0,2…1,1 мкм* | от 0,1нм** | Спектроскопия пропускания, зеркального отражения, диффузного рассеяния в УФ- и видимой области |
KD2M-VIS-D | KD2M- -VIS-D | Интегрирующая сфера со встроенным источником излучения | Галогеновая лампа с кварцевой колбой | 0,2…1,1 мкм* | от 0,1нм** | Спектроскопия диффузного рассеяния в УФ-, видимой и ближней ИК-области |
KD2M- UV-VIS-NIR | KD2M- UV-VIS-NIR | Оптоволоконный пробник со сменными насадками для регистрации спектров диффузного рассеяния и зеркального отражения | Галогеновая лампа с кварцевой колбой | 0,2…2,55 мкм* | от 0,1нм** | Спектроскопия пропускания, зеркального отражения, диффузного рассеяния в УФ-, видимой и ближней ИК-области |
KD2M- UV-VIS | KD2M- UV-VIS | Приставка со встроенными УФ-светодиодами, либо оптоволоконный пробник для УФ-лазера | Мощные УФ- светодиоды, УФ-лазер | 0,2…1,1 мкм* | от 0,1нм** | Флуоресцентная спектроскопия |
* - в зависимоcти от выбранного фотоприёмника и дифракционной решётки
** - в зависимости от выбранной щели и дифракционной решётки
Модели спектрометров
Таблица характеристик спектрометров:
Модель спектрометра | KD2M- UV-VIS-NIR | KD2M-VIS-D | KD2M- UV-VIS | KD2M-VIS | KD2M-NIR |
Спектральный диапазон | 0,2…2,55 мкм* | 0,2…1,1 мкм* | 0,9…2,55 мкм* | ||
Спектральное разрешение | от 0,3 нм** | от 0,5 нм** | |||
Детектор | CCD, 2048 пикселей + Охлаждаемый InGaAs, 256 или 512 пикселей | CCD, 2048 пикселей | Охлаждаемый InGaAs 256 или 512 пикселей | ||
Интерфейс | USB/RS-232/UART/радиоканал | ||||
Рабочий диапазон температур | От -20 °С до +35 °С | ||||
Питание | Постоянный ток 12 В, аккумуляторные батареи литий-ионные |
* - зависит от выбранного фотоприёмника и дифракционной решётки
** - в зависимости от выбранной щели и дифракционной решётки
KD2M-NIR – Модуль спектрометра БИК-области c оптоволоконным входом (FC или SMA) и с фотоприёмником Hamamatsu G9205…G9214
Рисунок 1 - Внешний вид спектрометра (кожух показан прозрачным)
Характеристики спектрометра:
Рабочий спектральный диапазон | от 0,9 до 2,55 мкм (зависит от выбранного фотоприёмника) |
Спектральное разрешение | от 0,5 нм (зависит от выбранной дифракционной решётки) |
Оптическая схема | Черни-Тернера |
Область применения | Рамановская спектроскопия (комбинационного рассеяния), анализ спектров излучения, пропускания и отражения в ближней инфракрасной области спектра |
Особенности | Возможность анализа типичных материалов для метода рамановской спектроскопии и анализа материалов, которые не могут быть определены при более низких длинах волн возбуждения, вследствие сильной флуоресценции. Возможность подключения мощных источников излучения, возможность работы от литий-ионных аккумуляторных батарей; предназначен для работы совместно с оптоволоконным пробником |
Сферы применения |
|
Спектры комбинационного рассеяния (рамановские), полученные на приборе KD2M-NIR
Рисунок 2 - Спектры комбинационного рассеяния различных лекарственных средств, полученные на приборе KD2M-NIR
Рисунок 3 - Спектры комбинационного рассеяния различных пород древесины, полученные на приборе KD2M-NIR
Узлы и компоненты спектрометра
Рисунок 4 - Узел фотоприёмника (медный кронштейн-радиатор, фотоприёмник G9205...G9214, цилиндрическая линза, плата усилителей)
Рисунок 5 - Узел крепления плоской дифракционной решётки, обеспечивающий наклоны в трёх плоскостях
Рисунок 6 - Узел крепления сферического зеркала, обеспечивающий наклоны в трёх плоскостях и линейное перемещение для фокусировки
KD2M-VIS Модуль спектрометра видимой области спектра с фотоприёмником Toshiba TCD1304 или Hamamatsu S10420-1106-01
Рисунок 7 - Спектрометр видимой области спектра (кожух показан прозрачным)
Характеристики спектрометра:
Рабочий спектральный диапазон | от 0,2 до 1,1 мкм (зависит от выбранного фотоприёмника) |
Спектральное разрешение | от 0,1 нм (зависит от выбранной щели и дифракционной решётки) |
Оптическая схема | Схема с вогнутой решеткой на круге Роуланда |
Область применения | Спектроскопия видимой, ближних УФ и ИК-областей, анализ спектров пропускания, поглощения и излучения |
Особенности | Фиксированный диапазон длин волн, возможность подключения источников излучения – лазеров, галогенных ламп, мощных светодиодов |
Напряжение питания | 12 В |
Интерфейс | USB, радиоканал |
Рисунок 8 - Спектральный коэффициент пропускания цветного стекла ПС-7, полученный на приборе KD2M-VIS
Рисунок 9 - Спектры различных источников излучения, полученные на приборе KD2M-VIS
KD2M-UV-VIS - Модуль спектрометра видимой области спектра с фотоприёмником Hamamatsu S10420-1106-01 или S11850-1106
Рисунок 10 - Модуль спектрометра видимой области (кожух показан прозрачным)
Характеристики спектрометра:
Рабочий спектральный диапазон | от 0,2 до 1,1 мкм (зависит от выбранного фотоприёмника) |
Спектральное разрешение | от 0,1 нм (зависит от выбранной щели и дифракционной решётки) |
Оптическая схема | Схема с вогнутой решеткой на круге Роуланда |
Область применения | Спектроскопия видимой, ближних УФ и ИК-областей, анализ спектров пропускания, поглощения и излучения; спектроскопия комбинационного рассеяния; флуоресцентная спектроскопия |
Особенности | Перестраиваемый диапазон длин волн, юстировочные приспособления, возможность подключения источников излучения – лазеров, галогенных ламп, мощных светодиодов |
Напряжение питания | 12 В |
Интерфейс | USB, радиоканал |
Рисунок 11 - Спектры люминесценции различных пород древесины, полученные на приборе KD2M-VIS при облучении УФ-диодом 280 нм 5 мВт
KD2M-VIS-D - Модуль спектрометра видимой области спектра с шаром Ульбрихта (интегрирующая сфера) и интегрированным источником излучения (галогенная лампа с кварцевой колбой)
Рисунок 12 - Внешний вид спектрометра (кожух показан прозрачным)
Характеристики спектрометра:
Рабочий спектральный диапазон, мкм | от 0,2 до 1,1 |
Спектральное разрешение, нм | от 0,1 нм |
Оптическая схема | Схема с вогнутой решеткой на круге Роуланда |
Область применения | Спектроскопия видимой, ближних УФ и ИК-областей, анализ спектров диффузного отражения (СКДО) |
Особенности | Встроенный источник излучения, |
Напряжение питания | 12 В |
Интерфейс | USB, RS-232 |
Рисунок 13 - Спектры различных пород древесины
KD2M-UV-VIS-NIR - Двухдиапазонный спектрометр на диапазон от 0,2 до 2,55 мкм
Рисунок 13 - Внешний вид спектрометра
Характеристики спектрометра:
Рабочий спектральный диапазон, мкм | Два канала от 0,2 до 1,1 и от 0,9 до 2,55 |
Спектральное разрешение, нм | от 0,1 нм |
Оптическая схема | Схема с вогнутой решеткой на круге Роуланда |
Область применения | Спектроскопия видимой, ближних УФ и БИК-областей, анализ спектров диффузного рассеяния, пропускания и отражения |
Особенности | Возможность работы от литий-ионных аккумуляторных батарей, оптоволоконные входы SMA |
Напряжение питания | 12 В |
Интерфейс | USB, RS-232 |
Рисунок 14 - Приставка для регистрации спектров диффузного рассеяния и зеркального отражения
Рамановские оптоволоконные пробники
Волоконно-оптические зонды для спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановской спектроскопии) обеспечивают полную оптическую фильтрацию рэлеевской линии и высокую эффективность сбора излучения. Они имеют прочную конструкцию, удобны в эксплуатации. Выпускается несколько модификаций для лабораторного, промышленного и экологического применения, а также для различных длин волн возбуждения. Интегрированный автоматический затвор позволяет удобно проводить измерение темнового сигнала.
Зонды выпускаются для длин волн возбуждения 532, 785 и 1064 нм (под заказ для других длин волн), могут быть оснащены разъемами FC и SMA905 для возбуждения и считывания.
Плотно сфокусированный лазерный луч может привести к зашумленности или полному отсутствию сигнала комбинационного рассеяния из-за критического нагрева образца, что приводит к ошибкам в определении компонентов образцов. Увеличение же размера пятна фокусировки лазера ослабляет интенсивность полезного отклика. С целью исключить влияние этих негативных факторов в наших пробниках для Раман-спектроскопии предусмотрена система кругового сканирования, что увеличивает площадь сбора информации, при этом не приводя к тепловому разрушению образца. Возможность сканирования приводит к уверенной идентификации компонентов в сложных смесях и в неоднородных образцах.
Рисунок 15 - Пробник оптоволоконный Рамановский для использования совместно с лазером 1064 нм до 10 Вт
Рисунок 16 - Разрез оптоволоконного пробника
Модули линейчатых фотоприёмников
Модули линейчатых фотоприёмников содержат электронную схему с одним из стандартных интерфейсов, источники питания, теплоотводы и юстировочные приспособления.
Наименование | KD3648 | KD2048 | KD2048TEC | KD205 | KD255 | KD170-256 | KD170-512 | KD170-1024 | |
Фотоприёмник | Toshiba TCD1304 | Hamamatsu S10420-1106-01 | Hamamatsu S11850-1106 | Hamamatsu G9206 | Hamamatsu G9208-256W | Hamamatsu G9213-256S | Hamamatsu G9214-512S | Hamamatsu G10768-1024D | |
Спектральный диапазон, мкм | 0,4…0,9 | 0,2…1,1 | 0,2…1,1 | 0,9…2,05 | 0,9…2,55 | 0,9…1,7 | |||
Количество точек | 3648 | 2048 | 256 или 512 на выбор | 256 | 512 | 1024 | |||
Время экспозиции (интегрирования), мс | от 10 мкс до 5 с | от 10 мкс до 60 с | от 10 мкс до 60 с | 32 мкс | |||||
Динамический диапазон | 300 | 50000 | 16666 | ||||||
АЦП | AD9826, 16 бит | AD7690 (2 х AD7690, при 512 точках), 18 бит | 4 х AD7903, 16 бит | ||||||
Интерфейс | UART | UART / USB / радиоканал | |||||||
Охлаждение | отсутствует | отсутствует | TEC, до +5 °С | TEC, до -40 °С | TEC, до -20 °С | Внешний, TEC, до +5 °С | |||
Напряжение питания, В | 6…13 | 10…14 | |||||||
Область применения | Спектроскопия видимой области (пропускание, отражение, излучение) | Спектроскопия ближних УФ, ИК и видимой областей (пропускание, отражение, излучение) | Рамановская спектроскопия (комбинационного рассеяния) в видимой и УФ-областях; флуоресцентная спектроскопия | Спектроскопия ближней ИК-области (пропускание, отражение), оценка качества излучения лазерных диодов | Рамановская спектроскопия ближней ИК-области, спектроскопия пропускания, отражения, оценка качества излучения лазерных диодов | Томография, спектроскопия, скоростная съёмка в ИК-диапазоне | |||
Юстировочные приспособления | Нет (простой кронштейн, радиатор не требуется) | Есть (фокусировка, радиатор не требуется) | Есть (фокусировка, разворот и медный радиатор фотоприёмника) | Есть (фокусировка, разворот, медный радиатор фотоприёмника, кожух и вентилятор) | Есть (фокусировка, разворот и медный радиатор фотоприёмника) | ||||
Рабочий температурный диапазон | От -20 °С до +35 °С | ||||||||
В наличии | да | да | да | да | на заказ | да | да | да | |
Внешний вид | Рис. 1 | Рис. 2 | Рис. 3 | Рис. 4 |
Внешний вид фотоприёмных модулей
Рисунок 17 - Фотоприёмник Toshiba TCD1304 в комплекте с электроникой
Рисунок 18 - Фотоприёмник Hamamatsu S11850-1106 на медном радиаторе и с блоком электроники
Рисунок 19 - Фотоприёмник Hamamatsu G9211-256S на радиаторе в одном корпусе с электроникой на юстировочном приспособлении
Рисунок 20 - Фотоприёмник Hamamatsu G10768-1024D на внешнем холодильнике, с электроникой на юстировочном приспособлении