MS750
Описание
Спецификация
Конфигурации прибора
Дифракционные решетки
IMAGING монохроматоры-спектрографы серии MS750
MS750 — полностью автоматизированный длиннофокусный монохроматор-спектрограф изображения с фокусным расстоянием 750 мм и относительным отверстием 1/8.9, имеющий лучшее спектральное разрешение среди приборов серии MS при использовании эшелле-решетки.
Благодаря идеальному контуру спектральных линий, экстремально высокому пространственному разрешению, широкому плоскому фокальному полю, высокому спектральному разрешению, монохроматор-спектрограф MS750 отвечает самым взыскательным требованиям и может применяться во всех областях спектроскопии, включая спектроскопию высокого разрешения.
Длиннофокусные IMAGING монохроматоры-спектрографы серии MS750
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 – это длиннофокусные спектральные приборы, предназначенные для решения спектроскопических задач, требующих высокой разрешающей способности и точности.

Серия MS750 — это полностью автоматизированные спектральные приборы с фокусным расстоянием 750 мм и относительным отверстием 1/8.9, которые могут быть использованы в качестве монохроматоров или спектрографов с большим плоским фокальным полем.

Высококачественная оптика и большой выбор дифракционных решеток обеспечивают работу монохроматоров-спектрографов серии MS750 в широком спектральном диапазоне от 185 нм до 60 мкм (в зависимости от выбранной решётки) с высоким спектральным разрешением.

Монохроматоры-спектрографы серии MS750 построены по схеме Черни-Тернера, минимизированы аберрации и исключены переотражения спектров от дифракционных решеток и зеркал.

В моделях MS7501i и MS7504i скорректирован астигматизм благодаря применению специальной оптики, что позволяет использовать эти приборы в многоканальной спектроскопии.

Автоматизированная турель для установки четырёх дифракционных решеток (модели MS7504 и MS7504i) обеспечивает быстрое переключение решеток с высокой воспроизводимостью длины волны.

В моделях MS7501 и MS7501i используется однопозиционный держатель, который позволяет легко сменять решетки вручную. Большой выбор сменных решёток позволяет получить наилучшее сочетание высокой энергетической эффективности и максимального спектрального разрешения для различных областей спектра.
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 имеют один входной и два выходных порта. Установка выходного порта осуществляется с помощью поворотного зеркала.

Экстремально высокое спектральное разрешение – лучше 0,02 нм для решетки 1200 штр/мм и лучше 1 pm для эшелле-решетки делают монохроматоры-спектрографы серии MS750 идеальными приборами для спектроскопии высокого разрешения: Рамановской спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии, многоканальной спектроскопии (модели MS7501i и MS7504i, обеспечивающие чрезвычайно высокое пространственное разрешение во высоте входной щели).
Модели монохроматоров-спектрографов серии MS750
Модель MS7501 MS7501i MS7504 MS7504i
Узел дифракционных решеток Однопозиционный держатель для сменяемых вручную решёток Однопозиционный держатель для сменяемых вручную решёток Турель с возможностью установки до 4 решеток Турель с возможностью установки до 4 решеток
Оптика Стандартная С компенсацией астигматизма (Imaging) Стандартная С компенсацией астигматизма (Imaging)
В приборах со стандартной оптикой (модификации MS7501 и M7504) используется плоское входное зеркало; в приборах с компенсацией астигматизма (MS7501i и MS7504i) — цилиндрическое.

Как и во всех спектральных приборах, построенных по схеме Черни-Тернера, в Монохроматорах-Спектрографах серии MS750 ось вращения дифракционной решётки проходит через центр рабочей поверхности решётки и совпадает с направлением штрихов. Это обеспечивает постоянство геометрии пучков для формирования плоского и фиксированного фокального поля(при перестройке по длинам волн оно не смещается). Качество изображения во всём плоском фокальном поле оптимизировано за счёт использования оптической схемы с малыми углами падения лучей на камерное и коллиматорное зеркало. Кроме того, применение фокусирующего (камерного) зеркала большого размера позволяет использовать всю ширину фокального поля без виньетирования.

В моделях MS7504 и MS7504i ось турели расположена перпендикулярно оси сканирования по спектру, что обеспечивает высокую воспроизводимость установки заданной длины волны при переключении дифракционных решёток.
Габаритный чертеж монохроматора-спектрографа MS750
Используемая оптическая схема оптимизирована для:
  • минимизации комы во всем рабочем спектральном диапазоне;
  • исключения переотражения света от двух основных зеркал;
  • исключения переотражения света между зеркалами прибора и входными окнами детекторов, установленных в фокальной плоскости;
  • обеспечения большого плоского фокального поля для всего рабочего спектрального диапазона;
  • обеспечения компенсации астигматизма для всего рабочего спектрального диапазона с использованием специальной корректирующей оптики (для imaging модификаций прибора — моделей MS7504i и MS7501i).
Оптическая система
Оптическая система
Спектральные щели
Порты
Управление
Компенсация астигматизма
Механизм развертки по спектру
Дифракционные решетки
Встроенный затвор
Встроенный затвор
* Характеристики приведены для решетки 1200 штр/мм, ширины щели 15 мкм, длины волны 546 нм.
Модель: MS7501 MS7504 MS7501i MS7504i
Горизонтальное увеличение: 1.05 1.05 1.05 1.05
Вертикальное увеличение:       -       - 1.125 1.125
Остаточный астигматизм:       -       - < 15 мкм < 15 мкм
Изображение, полученное на монохроматоре-спектрографе MS7504i (дифракционная решетка 1800 штр/мм, источник излучения — ртутно-гелиевая лампа, размер пикселя ПЗС камеры 24х24 мкм). 1 — спектральное изображение полностью; 2 — увеличенная часть изображения.
Тип решетки: 1200 штр/мм, λ = 546 нм Эшелле, 75 штр/мм, λ = 200 нм, 120-й порядок
Обратная линейная дисперсия: 1.02 нм/мм 0.055 нм/мм
Спектральное разрешение:
ФЭУ, ширина входной щели 10 μм: 0.015 нм 0.0008 нм
Цифровая камера, 12 μм пиксел, ширина входной щели 15 μм: 0.02 нм 0.0011 нм
Воспроизводимость: ± 0.007 нм ± 0.0009 нм
Точность установки длины волны: ± 0.034 нм ± 0.0045 нм
Средний шаг сканирования: 0.0017 нм Текст ячейки
Шаг сканирования на 200 нм: Текст ячейки 2.25 х 10⁻⁴ нм
Двигатель: шаговый, с дроблением шага
Механизм: синусный
Единичный шаг: 0.22 угловые секунды
Точность установки: ± 1 шаг
Максимальная скорость: 10000 шагов/с
Размер решетки: Текст ячейки
Способ вращения решетки: Текст ячейки
Крепление решеток в моделях MS7504 и MS7504i: Текст ячейки
Крепление решеток в моделях MS7501 и MS7501i: Текст ячейки
Воспроизводимость позиционирования решетки для автоматизированной четырехпозиционной турели (модели MS7504 и MS7504i):
по длине волны*: ± 0.03 нм
по вертикальному положению изображения:
типичная ± 35 мкм
максимальная ± 50 мкм
Воспроизводимость позиционирования решетки для держателя на одну сменяемую вручную решетку (модели MS7501 и MS7501i):
по длине волны*: ± 0.05 нм
по вертикальному положению изображения: ± 50 мкм
Управление шириной щели: автоматическое (шаговый привод) или вручную (микровинт)
Ширина раскрытия щели: плавно регулируемая от 0 до 2.0 мм
Параллельность ножей: ± 1 мкм
Точность (при ширине щели 1 мм): ± 10 мкм
Воспроизводимость: ± 1 мкм (± 1.5 мкм — ручная щель)
Цена деления микровинта: 2 мкм
Единичный шаг (автоматизированная щель): 0.5 мкм
Высота щели: от 0 до 10 мм регулируется диафрагмой
Количество портов: 1 входной, 2 выходных
Воспроизводимость выбора выходного порта (автоматизированное зеркало): ± 0.01 нм
Время смены выходного порта: 10 сек
Общее управление: от встроенного контроллера
Внешнее управление: от персонального компьютера
Интерфейс связи с компьютером: Ethernet
Время перекрытия: ~100 мс
Максимальная частота: 1 Гц
Управление: программно от встроенного контроллера прибора или TTL-сигналами от внешнего устройства
Габаритные размеры
(Д х Ш х В):
950 х 361 х 343 мм
Вес: 45 кг (может незначительно отличаться в зависимости от комплектации)
Оптическая схема: Черни-Тернера (модели MS7501i и MS7504i – с компенсацией астигматизма)
Порты: 1 входной, 2 выходных
Диапазон длин волн: 185 нм — 60 мкм (определяется используемыми решетками)
Относительное отверстие (по входу): 1/8.9
Фокусное расстояние (выходное): 750 мм
Диапазон сканирования, ограниченный углом поворота решетки*: 0 — 1270 нм
Основные зеркала: сферические
Рассеянный свет: 5.5 х 10⁻⁷ (на расстоянии 20 нм от линии лазера 632.8 нм)
Фокальная плоскость: 28 х 10 мм
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 – это длиннофокусные спектральные приборы, имеющие большое количество конфигураций для реализации спектроскопических задач, требующих высокой разрешающей способности и точности. Мы предлагаем несколько вариантов исполнения приборов, широкий выбор дифракционных решёток, большое количество аксессуаров и два варианта программного обеспечения.

Для построения спектроскопической системы, настроенной для решения Ваших уникальных задач, необходимо выбрать нужную конфигурацию спектрального прибора.
Выбор конфигурации
Корпус монохроматоров-спектрографов серии MS750
Узел дифракционных решеток
Выходные порты
Выходные порты
Схемы возможных конфигураций прибора MS520
Спектральные щели
Входной порт и входная щель
Вы можете сами выбрать нужную конфигурацию монохроматора-спектрографа серии MS750, используя приведённую ниже информацию, либо проконсультироваться с нашими специалистами.

  • корпус прибора со встроенным контроллером

  • синусный механизм поворота решетки

  • входное зеркало

  • основные зеркала (камерное и коллиматорное)

  • встроенный затвор
Варианты исполнения корпуса:
Автоматизированная турель (модификации MS7504 и MS7504i):
Держатель на одну решетку (модификации MS7501 и MS7501i):
  • со стандартной оптикой, покрытие зеркал Al+MgF2
  • со стандартной оптикой, покрытие зеркал Au
  • с корректирующей оптикой для компенсации астигматизма (imaging), покрытие зеркал Al+MgF2
  • с корректирующей оптикой для компенсации астигматизма (imaging), покрытие зеркал Au
по специальному заказу мы предлагаем оптику с интерференционным покрытием для всех вариантов исполнения корпуса
Корпус монохроматора-спектрографа MS750
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 предлагаются в двух вариантах крепления решёток:
В турель могут устанавливаться до 4-х решеток. Использование автоматизированной турели обеспечивает быстрое переключение решеток из управляющей программы. Ось турели расположена перпендикулярно оси сканирования по спектру, что обеспечивает высокую воспроизводимость установки заданной длины волны при смене решёток.
Позволяет легко сменять решетки вручную. Решётка позиционируется в держателе с высокой точностью и замена решёток производится без дополнительной подстройки прибора.
Все монохроматоры-спектрографы серии MS750 имеют один входной порт, на который устанавливается входная спектральная щель.

Мы предлагаем — два варианта щелей:

  • с ручным управлением
  • автоматизированные

Все спектральные щели имеют стандартные присоединительные фланцы, что позволяет крепить непосредственно к входной щели различные оптические аксессуары нашего производства:

  • адаптер для оптического волокна
  • конденсор F#matcher
  • фильтровое колесо
  • скоростные затворы и др.
Входной порт прибора MS750
Встроенный затвор
В каждом монохроматоре-спектрографе серии MS750 установлен встроенный затвор. Он применяется для измерения темнового сигнала фотоприёмников, а также для защиты детекторов от повреждения излучением высокой интенсивности — затвор автоматически закрывается при установке длины волны нулевого порядка. Управление затвором осуществляется из управляющей программы, а также TTL-сигналами от внешнего устройства.
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 имеют два выходных порта – боковой и вертикальный. Установка выходного порта осуществляется с помощью поворотного зеркала.

На каждый из выходных портов могут быть установлены выходные спектральные щели или адаптеры для различных детекторов.

Монохроматоры-спектрографы серии MS750 могут поставляться в следующих конфигурациях выходных портов:

  • один боковой выходной порт
  • один вертикальный выходной порт
  • два выходных порта
Два выходных порта монохроматора-спектрографа MS520
Такая конфигурация обычно применяется в случае использования только одного детектора. Для данной конфигурации используется фиксированное поворотное зеркало, направляющее выходное излучение на боковой выходной порт.

В конфигурации с одним боковым выходным портом вертикальный порт закрыт заглушкой.
Такая конфигурация обычно применяется в случае использования только одного многоэлементного детектора, хотя на вертикальный выходной порт может быть установлен и интегральный детектор. Для данной конфигурации используется фиксированное поворотное зеркало, направляющее выходное излучение на вертикальный выходной порт.

В конфигурации с одним вертикальным выходным портом боковой порт закрыт заглушкой.
В конфигурации с двумя выходными портами используется автоматизированное выходное поворотное зеркало для быстрого переключения портов. При этом для выбора выходного порта используется одно из двух поворотных зеркал: фиксированное или автоматизированное. При выборе вертикального выходного порта используется автоматизированное выходное поворотное зеркало, которое вводится в оптический тракт и направляет выходное излучение вверх. При выборе бокового выходного порта автоматизированное зеркало выводится из оптического тракта, и выходное излучение направляется на боковой порт с помощью фиксированного поворотного зеркала. Высокая точность позиционирования автоматизированного поворотного зеркала (лучше 0.01 нм для решётки 1200 штр/мм) позволяет получать воспроизводимые спектры при переключении выходных портов.
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 предлагаются с двумя вариантами входной и выходных спектральных щелей:

  • ручными
  • автоматизированными
Автоматизированная щель прибора MS750 с подключенным световодом
Дополнительное оборудование:
Все спектральные щели имеют стандартные присоединительные фланцы, что позволяет крепить непосредственно к щелям различные оптические аксессуары нашего производства, такие как:

  • адаптер для оптического волокна
  • конденсор F#-matcher
  • фильтровое колесо
  • скоростной затвор
  • детекторы на базе фотодиодов и ФЭУ
  • адаптер для ИК детектора
  • другие пользовательские аксессуары
Ручные спектральные щели:
Автоматизированные спектральные щели:
Ширина раскрытия щели плавно регулируемая от 0 до 2.0 мм
Параллельность ножей ± 1 мкм
Точность (при ширине щели 1 мм) ± 10 мкм
Воспроизводимость ± 1.5 мкм
Цена деления микровинта 2 мкм
Высота щели 10 мм
Ширина раскрытия щели плавно регулируемая от 0 до 2.0 мм
Параллельность ножей ± 1 мкм
Точность (при ширине щели 1 мм) ± 10 мкм
Воспроизводимость ± 1 мкм
Цена деления микровинта 2 мкм
Единичный шаг 0.5 мкм
Высота щели 10 мм
Управление шириной щели производится вручную с помощью микрометрического винта. Высота щели регулируется с помощью диафрагмы в диапазоне от 0 до 10 мм. Цена деления диафрагмы 0,5 мм.
В автоматизированных спектральных щелях используется шаговый двигатель для управления шириной раскрытия ножей из управляющей программы. Управление шириной щели также может производиться вручную с помощью микрометрического винта. Высота щели регулируется с помощью диафрагмы в диапазоне от 0 до 10 мм.
Монохроматоры-спектрографы серии MS750 — это полностью автоматизированные спектральные приборы.

Основой управления приборами является встроенный контроллер, который осуществляет постоянный контроль правильности выполнения команд управления механизмами прибора, поступающих от внешнего управляющего устройства. Кроме того, внутренний контроллер управляет встроенной платой АЦП, которая обрабатывает сигналы с интегральных фотоприемников – ФЭУ, фотодиода и т. п.

Внешнее управление монохроматорами-спектрографами серии MS750 производится от компьютера.
Программа управления DevCtrl:
Спектроскопическая программа SpectraSP:
С помощью SpectraSP осуществляется:
Спектроскопическая программа SpectraSP предназначена для совместного управления монохроматорами-спектрографами серии MS750 и системами регистрации на базе интегральных или многоэлементных фотоприемников. С помощью программы SpectraSP осуществляется одновременное управление прибором и регистрация оптического излучения с помощью различных детекторов с последующей обработкой результатов спектральных измерений и их визуализации на экране в виде графического изображения спектров.
  • управление узлами и механизмами прибора
  • регистрация оптического излучения с помощью различных детекторов
  • обработка результатов спектральных измерений
  • визуализация полученных результатов в виде графического изображения спектров
Подробнее о SpectraSP
Аксессуары подключаемые ко входному порту
Аксессуары подключаемые к выходному порту
Сервисная программа DevCtrl входит в комплект поставки каждого прибора.

С помощью программы DevCtrl осуществляется управление всеми механизмами и узлами прибора, а также дополнительными аксессуарами. Эта программа также обеспечивает доступ к системным параметрам и калибровочным коэффициентам прибора.
Один боковой выходной порт:
Один боковой выходной порт:
Два выходных порта с зеркалом:
При выборе конфигурации прибора важно правильно выбрать дифракционную решетку. Правильный выбор дифракционной решетки позволяет получить наилучшее сочетание высокой энергетической эффективности и спектрального разрешения.

С основными параметрами решеток, определяющими их правильный выбор, Вы можете ознакомиться в методическом материале «Спектральный прибор. Основные понятия и характеристики».

Мы предлагаем широкий набор дифракционных решеток для использования в Монохроматорах-спектрографах серии MS200. Вы можете выбрать нужную решетку сами из таблицы выбора дифракционных решеток, приведенной ниже, либо проконсультироваться с нашими специалистами.
Основные параметры, определяющие правильный выбор дифракционных решеток:
В таблице выбора дифракционных решеток параметры плотность штрихов и длина волны блеска относятся к решетке. Остальные параметры характеризуют спектральный прибор совместно с выбранной решеткой.
  • Плотность штрихов
Дифракционная решетка имеет периодическую структуру, свойствами которой определяются такие характеристики решетки, как разрешающая способность и область дисперсии. Периодом решетки является расстояние, через которое повторяются штрихи. Величина, обратная периоду решетки называется плотностью штрихов и показывает количество штрихов в 1 мм.
  • Длина волны блеска
Отражательная способность решетки зависит от угла наклона штрихов, так как направление на центр дифракционного максимума определяется зеркальным отражением падающего пучка от грани штриха. Несмотря на достаточно пологий характер дифракционного максимума, для удобства расчетов в качестве характеристики принята длина волны блеска, соответствующая максимуму эффективности решетки. При выборе решетки полезно по известным граничным длинам волн исследуемого диапазона WL1 и WL2 определить длину волны блеска требуемой решетки. Длина волны блеска определяется из соотношения: WLBlaze = 2 ∙ WL1 ∙ WL2 / (WL1 + WL2).
  • Обратная линейная дисперсия
Дифрагированное излучение от решетки в фокальной плоскости спектрального прибора образует спектр. Для характеристики спектра используется обратная линейная дисперсия, которая определяется как обратная величина произведения угловой дисперсии решетки на фокусное расстояние прибора и показывает спектральный интервал, приходящийся на единичное линейное расстояние в фокальной плоскости.
  • Спектральное разрешение
Предельное спектральное разрешение прибора равно минимальной полуширине его аппаратной функции. Аппаратная функция определяется конечными размерами входной диафрагмы, аберрациями, а также, искажениями, связанными с неточностью изготовления и погрешностью юстировки оптических элементов прибора. Кроме того, аппаратная функция, а значит, и спектральное разрешение зависят от характера освещения входной щели, используемой апертуры, характеристик системы регистрации.
  • Рабочий диапазон длин волн
Областью энергетической эффективности называют область, в которой коэффициент отражения решетки не менее 0.405 от максимума. В первом порядке длины волн, ограничивающие эту область: ⅔ ∙ WLBlaze и 2 ∙ WLBlaze. Рабочий диапазон, как правило, соответствует области энергетической эффективности решетки. В отдельных случаях, для решеток с большими плотностью штрихов и длиной волны блеска, длинноволновая граница рабочего спектрального диапазона ограничена углом поворота решетки, который определяется конструкцией прибора.
Таблица выбора дифракционных решеток