【讲座回放&答疑】光谱仪的研制与应用——卓立研发总监蔡宏太

为了满足大家的回放要求, 经讲座老师同意,我们将第14期光电讲堂的回放视频公布 ,并根据课堂同学们提出的部分问题做了整理。

没赶上直播或想重复观看的同学们赶紧点击下方链接观看视频吧。

讲师介绍

蔡宏太
[ 卓立汉光研发总监]

蔡宏太毕业于北京理工大学，现在工作于北京卓立汉光仪器有限公司，高级工程师，研发总监，从事光谱分析仪器的开发设计。入选2017年度通州区“运河计划”科技领域“两高”人才工程。

视频回顾

文字答疑

1问光谱仪和CCD的匹配条件有哪些？

光谱仪配置CCD，有2种情况。

• 一种为光谱仪固定光栅角度来配置CCD，一般称之为摄谱仪，这种常规光谱仪光路就可以。

• 另外一种为光谱仪可以转动光栅来配置CCD，也就是用户可以在一定范围内转动光栅，然后CCD得到不同波段的光谱信息。这种光谱仪就需要进行影像校正才能配置CCD，非影像校正光谱仪无法配置CCD。

2搭建外光路时怎么和光谱仪的F数匹配？

搭建光谱仪的外光路时，外光路与光谱仪的F数匹配，主要是为了Z 大效率地利用光谱仪的通光效率。

• 当外光路F数大于光谱仪的F数，将没有Z 大 程 度地利用光谱仪的通光效率；

• 当外光路F数小于光谱仪的F数，将在光谱仪内部形成杂散光，干扰光谱测试分析。

3红外探测器的效率一般不太高，红外光谱仪焦距选择怎么综合考虑通光量和分辨率？

一般情况下，红外光谱仪对光谱分辨率要求不高，因此在保证分辨率的前提下，尽量选择高光通量的光谱仪，也就是短焦距的光谱仪，以及低刻线光栅。

另外，如果是中远红外光谱测试，有条件的话，尽量选择镀金光谱仪。

4可以测试磷光吗？需要怎么测试？哪些探测器可以测试磷光？

磷光寿命，一般是ms到s级别。

• 对于s级以上的磷光寿命，常规探测器一般都可以探测到，采用激发光源与探测器数据同步触发的方式就可以测试得到。探测器如光电倍增管PMT，Si探测器等。

• 对于ms级别的磷光寿命，对探测器及数据采集器要求比较高，一般需要时间相关探测器及数据采集器。

5这个多通道光谱仪和高光谱啥区别？应用领域有什么差异？

多通道光谱仪和高光谱，区别如下：

多通道光谱仪，是指多个样品信号通过光路如光纤耦合到光谱仪内，光谱仪一次可以采购多个样品通道的光谱数据。

高光谱，是指对样品进行成像采集的同时，每个图像像素点都包含该样品点的光谱信息。

应用领域的差异：

• 多通道光谱仪，一般用于监控测试多个样品点的光谱测试分析领域；

• 高光谱，一般用于遥感光谱成像，显微光谱成像等领域。

6现有光谱仪是否可以通过更换CCD检测器提升光谱仪的信背比？需要做哪些改变？

这要根据光谱仪的配置来确定，如果光谱仪配置有CCD接口，一般来说，是可以更换更高级的CCD来提升光谱信号的信噪比。

但由于各家CCD的法兰接口尺寸不一样，因此在更换CCD时，一定要注意CCD的法兰接口尺寸是否兼容。

另外，各家CCD的通讯协议不一样，因此在更换CCD时，一定要注意CCD与光谱仪的软件兼容性问题。因为CCD与光谱仪耦合的软件算法比较复杂，尽量选择光谱仪厂家指定的CCD。

7显微镜和光谱仪光路连接，有什么好的办法？注意哪些？

显微镜与光谱仪的连接，本质上还是光谱仪的外光路搭建，在搭建过程中一定要注意F数的匹配。但同时也要考虑搭建光路的应用目的，如为了利用光谱仪的极限分辨率，可以适当提高外光路的F数等。

8这种光谱仪和光纤光谱仪主要的差别在哪呢？是性能参数上面的不同吗？

这2种光谱仪本质上是一样的，其差别主要是在规格指标与应用领域上。

• 光栅光谱仪，一般内置3个左右的光栅，可以利用转动光栅来拓展光谱范围，因为具有更宽的光谱范围和更好的光谱分辨率，但成本与体积也更大。

• 光纤光谱仪，一般只有1个光栅，而且光栅是固定方式，因此光纤光谱仪的分辨率一般比较低，光谱范围无法改变。但其优点是经济性与便携性。

因此2种光谱仪各有优缺点，造成应用领域也不太一样，在选择时，一定要根据应用实验特点来选择。

下期预告

直播时间：

2023年12月14日，10:00-11:00

课堂主题：

高能量高功率飞秒激光器

讲师介绍：

张琦，光学博士，南京科韵光电总经理，在光学激光领域有15年经验，对激光器市场，激光相关产业有深入了解。2007年本科毕业于中国科技大学，2014年在美国中佛罗里达大学获得光学博士学位。主要从事高功率飞秒激光器的研发工作。曾2012年研究得到67阿秒(10-18s)的脉冲，是当时世界上的Z短脉冲，文章已被引用超500次。

2019年创立南京科韵光电，2021年入选【南京市“创业南京”高层次人才】。目前科韵提供从光纤振荡器，降频放大，固体放大器等一系列激光器产品，服务超过50家客户。

希望通过名师讲堂

我们可以共同学习光电新知识

12月14日，让我们不见不散！