NP250-2
Описание и конфигурация
Спецификация
IMAGING: автоматизированный спектрограф NP250-2
Двухканальный спектрограф NP250-2 производства СОЛ инструментс — это уникальный инструмент с компенсацией астигматизма, относительным отверстием 1/4.2, фокусным расстоянием 270 мм, возможностью смены дифракционных решеток, а также автоматизированной перестройкой по длинам волн. Отличительными особенностями NP250-2 являются: параболические зеркала, два независимых спектральных канала, высокое пространственное разрешение по высоте щели, и широкий выбор дифракционных решеток. Каждый из каналов является спектрографом изображения и позволяет получить спектральные линии высокого качества.

Автоматизированный спектрограф NP250-2 может применяться: в многоканальной спектроскопии; для измерений в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра; в эмиссионной, флуоресцентной и рамановской спектроскопии; а также для измерения коэффициентов поглощения и пропускания.
Отличительные особенности NP250-2
Спектрограф NP250-2 производства СОЛ инструментс – это автоматизированный двухканальный прибор с относительным отверстием 1/4.2 и фокусным расстоянием 270 мм.

Каждый из каналов является спектрографом изображения с относительным отверстием 1/6.1, выполненным по модифицированной схеме Хилла. Используемая схема, включающая параболические зеркала, позволяет получить спектральные линии высокого качества и обеспечивает высокое пространственное и спектральное разрешение.

Освещение входной щели может быть реализовано как напрямую, так и с помощью световода. Максимальная рабочая высота входной щели составляет 4 мм. При освещении напрямую на входную щель требуется установить диафрагму с регулировкой высоты освещения щели не более 4 мм. При использовании световода, кроме требования согласования апертур световода и прибора, есть еще одно требование: суммарный размер волокон световода вдоль щели не должен превышать 4 мм.

Спектральное изображение входной щели формируется одновременно в двух каналах и в фокальной плоскости NP250-2 наблюдаются два спектра, разнесенных по высоте. Расстояние между центрами двух спектров равно 4.8 мм. Высота каждого спектра в его центральной части равна высоте входной щели из-за отсутствия аберраций и вертикального увеличения равного единице. Максимальная высота спектров каждого из каналов при максимальной высоте щели равна 4 мм. Таким образом, для регистрации спектров максимальной высоты с учетом расстояния между центрами спектров требуется матричный детектор высотой не менее 8.8 мм.

В NP250-2 имеется два выходных порта. Переключение портов осуществляется с помощью автоматизированных выходных зеркал, установленных в каждом канале. Использование выходных зеркал в каждом из каналов позволяет не только направить спектры обоих каналов на один из выходных портов, но и распределить спектры каждого из каналов на отдельный порт. В первом случае регистрация спектров двух каналов производится одновременно одним матричным детектором. Во втором – возможна установка двух линейных детекторов на различные спектральные диапазоны, что в определенных областях спектра является единственно возможным вариантом ввиду спектрального ограничения применимости матричных детекторов.

Наличие в NP250-2 двух спектрально независимых каналов, каждый из которых является спектрографом изображения, расширяет пользовательские возможности и даёт следующие преимущества:

Регистрация расширенного спектра, практически удвоенного спектрального диапазона. Спектральные диапазоны каналов выбираются таким образом, чтобы длинноволновая граница одного канала являлась коротковолновой границей другого. При этом применяются дифракционные решетки с одинаковой плотностью штрихов.
Одновременная регистрация одной и той же спектральной линии с разным спектральным разрешением. Дифракционные решетки выбираются с разной, обычно, сильно отличающейся плотностью штрихов. В одном канале измеряется спектр, захватывающий широкий спектральный диапазон, так называемый обзорный спектр. В обзорном спектре выбирается спектральная линия, и ее длина волны устанавливается в другом канале, позволяющим регистрировать небольшой участок спектра, но с высоким разрешением. Таким образом, можно последовательно детализировать все интересующие спектральные области обзорного спектра, наблюдая их в высокоразрешающем канале.
Одновременная регистрация двух спектральных диапазонов, сильно разнесенных по длинам волн. В данном случае возможно использование дифракционных решеток как с одинаковой плотностью штрихов, так и разной, в зависимости от требуемой задачи.
IMAGING: автоматизированный двухканальный спектрограф NP250-2
Области применения
Методические материалы СОЛ инструментс:
  • Параболические зеркала
  • Два независимых спектральных канала
  • Высокое пространственное разрешение по высоте щели
  • Широкий выбор дифракционных решеток
  • Многоканальная спектроскопия
  • Измерения в УФ, видимой и ИК спектральных областях
  • Эмиссионная, флуоресцентная и рамановская спектроскопия
  • Измерения коэффициентов поглощения и пропускания
Благодаря использованию параболических зеркал, при вертикальном увеличении, равном 1, NP250-2 идеально подходит для многоканальной спектроскопии. С помощью многоканального световода излучение от нескольких источников света поступает на входную щель прибора. В фокальной плоскости каждого канала формируются разнесенные по высоте, в соответствии со структурой световода, спектры и регистрируются одновременно матричным детектором.
В отличие от обычной многоканальной спектроскопии, когда все спектры регистрируются в одном и том же спектральном диапазоне, наличие двух независимых каналов в NP250-2 позволяет одновременно регистрировать все спектры от различных источников в двух спектральных диапазонах. Все преимущества двухканального прибора, описанные выше, присущи использованию NP250-2 в многоканальной спектроскопии.
Конфигурация спектрографа NP250-2
Конфигурация спектрографа NP250-2
Узел дифракционных решеток
Дополнительно:
Спектрограф NP250-2 – это спектральный прибор, имеющий несколько конфигураций для обеспечения большинства спектроскопических применений, широкий выбор дифракционных решёток, большое количество аксессуаров и два варианта программного обеспечения. Для построения спектроскопической системы, ориентированной на решение ваших уникальных задач, необходимо выбрать нужную конфигурацию прибора.
Спектрограф NP250-2 имеет один входной порт, на который устанавливается входная спектральная щель. Мы предлагаем два варианта щелей: с ручным управлением и 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 другие.

Двухканальный спектрограф NP250-2 имеет два выходных порта, при этом излучение каждого спектрального канала может выводиться как на разные выходные порты, так и на один порт. На каждый выходной порт можно установить как выходные спектральные щели (ручные или автоматизированные), так и адаптеры для многоэлементных фотоприемников.
Каждая сменная решетка поставляется установленной в держатель. Держатели юстируются изготовителем при наладке прибора и дополнительной подстройки NP250-2 при смене дифракционных решеток не требуется.

При необходимости, возможна поставка дополнительных дифракционных решеток под заказ. В этом случае пользователь самостоятельно производит подъюстировку решеток и вносит соответствующие изменения в калибровочные коэффициенты руководствуясь инструкциями, приведенными в сопроводительных документах на поставляемые дополнительные дифракционные решетки.
Габаритный чертеж спектрографа NP250-2
Оптическая система NP250-2
Оптические характеристики*
Дифракционные решетки
Управление
Качество изображения
Механизм развертки по спектру
Спектральные щели
Порты
Габаритные размеры
Оптическая система: модифицированная оптическая схема Хилла с компенсацией астигматизма: два независимых спектральных канала
Диапазон длин волн: 185 нм – 60 мкм
(в зависимости от используемой решетки)
Общее относительное отверстие по входу: 1/4.2
Относительное отверстие по входу каждого спектрального канала: 1/6.1
Фокусное расстояние: 270 мм
Диапазон сканирования, ограниченный углом разворота решеток: 1280 нм
(для решетки 1200 штр/мм)
Основные зеркала: внеосевые параболические
Рассеянный свет: 2.5*10⁻⁵
(на расстоянии 20 нм от линии лазера 632.8 нм)
Горизонтальное увеличение: 1.09
Вертикальное увеличение: 1
Вертикальное пространственное разрешение в центре поля: 2 мкм
Вертикальное пространственное разрешение на расстоянии ±10 мм от центра: 0.2 мм
Фокальная плоскость: 25 х 8
Обратная линейная дисперсия: 2.91 нм/мм
Спектральное разрешение ФЭУ (ширина щели 10 мкм): 0.07 нм
Спектральное разрешение цифровой камеры (размер пикселя 14 мкм): 0.08 нм
Воспроизводимость: ± 0.03 нм
Точность установки длины волны: ± 0.06 нм
Средний шаг сканирования: 0.01 нм
* Параметры приведены для решетки 1200 штр/мм; длина волны 546 нм; размер пикселя 24 мкм.
Двигатель: шаговый, с дроблением шага
Механизм: червячный
Единичный шаг: 1.62 угловые секунды
Точность установки: ± 1 шаг
Максимальная скорость: 10000 шагов/с
Количество портов: 1 входной, 2 выходных
*Воспроизводимость выбора выходного порта по длине волны: ± 0.03 нм
Время смены выходного порта: 30 с
* Параметры приведены для решетки 1200 штр/мм; длина волны 546 нм.
Общее управление: от встроенного контроллера
Внешнее управление: от персонального компьютера
Интерфейс связи с компьютером: Ethernet
Габаритные размеры (Д х Ш х В): 510 х 280 х 215 мм
Оптическая высота: 111 — 120 мм
Вес: 14 кг
Напряжение питания: 110 — 230 В 50/60 Гц
Потребляемая мощность: не более 35 Вт
Количество сменных решеток: неограниченно
Количеcтво одновременно установленных решеток: 2
Размер решетки: 50 х 40 х 10 мм
Крепление решеток: держатель на одну решетку, сменяемую вручную
Способ вращения решетки: относительно центра рабочей области, ось вращения совпадает со штрихами
*Воспроизводимость позиционирования решетки при ее смене, по длине волны: ± 0.02 нм
*Воспроизводимость позиционирования решетки при ее смене, по вертикальному положению изображения: ± 0.2 мм
* Параметры приведены для решетки 1200 штр/мм; длина волны 546 нм.
Управление шириной раскрытия: автоматическое (шаговый привод) либо вручную (микровинт)
Ширина раскрытия щели: плавно регулируемая от 0 до 2 мм рабочая ширина щели 0 — 0.4 мм
Параллельность ножей: ± 1 мкм
Точность
(при ширине щели 1 мм):
± 10 мкм
Воспроизводимость при автоматическом управлении: Воспроизводимость при автоматическом управлении:
Воспроизводимость при управлении вручную: ± 1.5 мкм
Цена деления микровинта: 2 мкм
Единичный шаг (при автоматизированном управлении): 0.5 мкм
Высота щели: 10 мм (рабочая высота щели регулируется ступенчатой диафрагмой: 1, 2, 3, 4 мм)