HR2000+ объединяет в себе оптический модуль высокого разрешения, АЦП с частотой 2 МГц, программируемую электронику, линейный ПЗС-детектор с 2048 элементами и скоростной интерфейс USB 2.0. Эта комбинация компонентов делает HR2000+ самым быстрым из спектрометров Ocean Optics и обеспечивает разрешение 0.035 нм (FWHM). При подключении к порту USB 2.0 полный спектр передается в память компьютера каждую миллисекунду (1000 полных спектров за секунду). HR2000+ идеально подходит для химических, биохимических и других применений, где требуется контроль быстропротекающих реакций и разрешение тонких особенностей спектров.

Выбор дифракционной решётки и спектрального диапазона для оптического модуля HR

Расчетный диапазон и разрешение для оптического модуля HR

Кривые эффективности дифракционных решеток оптического модуля HR

Общая информация

Технические характеристики

Платформа

Информация для заказа

Оптический модуль HR

Оптический модуль HR используется в спектрометре HR2000+ и спектрометре высокого разрешения HR4000. На приведенном ниже рисунке показан путь света в симметричной скрещенной схеме Черни-Тернера. Модуль не содержит подвижных частей, которые могли бы изнашиваться или ломаться. Все выбранные компоненты устанавливаются на свои места во время изготовления прибора. Вам предоставляется возможность выбора всех ключевых компонентов: детектора, входной щели, фильтра и дифракционной решетки. Это позволяет более эффективно оптимизировать спектрометр.

	Разъём SMA 905 Свет из волоконно-оптического кабеля попадает в спектрометр через разъём SMA 905. Разъем обеспечивает точное позиционирование конца оптического волокна, а также является держателем входной щели, поглощающего фильтра и фильтра оболочечных мод волокна.
	Фиксированная входная щель (размер щели выбирает пользователь) Свет проходит через установленную щель, которая служит входной апертурой. Щели могут иметь различную ширину, от 5 до 200 мкм. Чтобы щель находилась сразу за концом входного оптического волокна, она установлена непосредственно в разъёме SMA 905.
	Длинноволновый поглощающий фильтр (дополнительно) Поглощающий фильтр (если заказан) устанавливается между входной щелью и фильтром оболочечных мод в разъёме SMA 905. Этот фильтр используется для срезания второго и третьего порядков дифракции или для балансировки цвета.
	Коллимирующее зеркало (стандартное или SAG+) Коллимирующее зеркало согласовано с числовой апертурой 0.22 оптического волокна. Свет, отраженный от этого зеркала, попадает в виде параллельного пучка на дифракционную решётку. Вы можете заказать установку стандартного зеркала или зеркала SAG+ с УФ-поглощением.
	Дифракционная решётка (решетку и начальную длину волны выбирает пользователь) Дифракционная решётка устанавливается на платформе, поворотом которой задается начальная длина волны. После этого решетка фиксируется, чтобы избежать механического смещения и дрейфа.
	Фокусирующее зеркало (стандартное или SAG+) Это зеркало фокусирует спектры первого порядка в плоскости детектора. Коллимирующее и фокусирующее зеркала компания Ocean Optics изготавливает самостоятельно, чтобы гарантировать максимальный коэффициент отражения и минимальное рассеяние. Вы можете заказать установку стандартного зеркала или зеркала SAG+.
	Собирающая линза детектора L2 или L4 (дополнительно) Цилиндрическая линза устанавливается на детектор, чтобы сфокусировать свет от высокой щели на короткие элементы детектора и повысить эффективность светособирания. Эти линзы компания Ocean Optics изготавливает самостоятельно, чтобы гарантировать минимум аберраций.
	Детектор (Sony или Toshiba) Мы предлагаем для оптического модуля HR два варианта линейных ПЗС-детекторов. Каждый элемент детектора реагирует на свет с той длиной волны, которая попадает на него. Электроника передает полученный спектр в программу обработки.
	Переменный фильтр высших порядков OFLV (дополнительно) Переменные фильтры производства компании Ocean Optics полностью срезают второй и третий порядки дифракции, предотвращая их попадание на элементы детектора.
	Окно детектора UV2 или UV4 (дополнительно) Вместо стандартного окна детектора (BK7) можно заказать установку кварцевого окна, что позволяет улучшить работу спектрометра для длин волн <340 нм.

Разъём SMA 905
Прецизионный разъём SMA 905 центрирует оптическое волокно относительно входной щели спектрометра. За отдельную плату, которая включает стоимость оптического разъёма и работы, возможна замена стандартного разъёма SMA 905 на любой другой по вашему выбору. Можно также заказать адаптеры SMA-ST и SMA-FC. Дополнительную информацию по нестандартным разъёмам и адаптерам вы можете получить у специалистов Ocean Optics.

Фиксированная входная щель

При заказе спектрометра HR4000 пользователь может выбрать ширину входной щели. Входная щель — это прямоугольное отверстие высотой 1 мм и шириной от 5 до 200 мкм, которое определяет количество света, попадающего в оптический модуль, а также влияет на разрешение. Щель наименьшей ширины обеспечивает наилучшее оптическое разрешение. Входная щель является фиксированным элементом и может быть заменена только нашими техниками. Вы можете отказаться от установки входной щели; в этом случае размер входной апертуры будет определяться диаметром оптического волокна.

Щель	Размеры (Ш х В)	Разрешение HR2000+, пиксел	Разрешение HR4000, пиксел
SLIT-5	5 мкм x 1 мм	~ 1.5	~ 2.0
SLIT-10	10 мкм x 1 мм	~ 2.0	~ 3.7
SLIT-25	25 мкм x 1 мм	~ 2.5	~ 4.4
SLIT-50	50 мкм x 1 мм	~ 4.2	~ 7.4
SLIT-100	100 мкм x 1 мм	~ 8.0	~ 14.0
SLIT-200	200 мкм x 1 мм	~ 15.3	~ 26.8

Длинноволновый поглощающий фильтр

Дополнительно можно заказать длинноволновый поглощающий фильтр, полоса пропускания которого согласована с рабочим диапазоном спектрометра. Излучение с меньшими длинами волн поглощается, что позволяет исключить эффекты, связанные со вторым и третьим порядками дифракции. Фильтр устанавливаются между входной щелью и фильтром оболочечных мод в корпусе разъёма SMA 905.

Модель фильтра	Пропускание
OF1-WG305	> 305 нм
OF1-GG375	> 375 нм
OF1-GG475	> 475 нм
OF1-OG515	> 515 нм
OF1-OG550	> 550 нм
OF1-OG590	> 590 нм

Коллимирующее и фокусирующее зеркала

Вместо стандартных отражающих зеркал с алюминиевым покрытием могут быть установлены специальные зеркала SAG+, разработанные компанией Ocean Optics. Эти зеркала имеют повышенный коэффициент отражения в видимой и ближней ИК областях спектра, что, в свою очередь, увеличивает чувствительность спектрометра. Зеркала SAG+ часто заказывают для флуоресцентных измерений, поскольку они обладают значительным УФ-поглощением и позволяют ослабить влияние рассеянного возбуждающего излучения. В отличие от типичных зеркал с серебряным покрытием, зеркала SAG+ не подвержены окислению. Они имеют высокий коэффициент отражения: > 95 % в видимой и ближней ИК областях спектра.

Дифракционная решётка
Для каждого спектрометра можно выбрать одну из 14 дифракционных решёток. Решетка характеризуется числом штрихов на мм (которое определяет разрешение), спектральным диапазоном и длиной волны блеска (которая определяет наиболее эффективный диапазон).

Собирающая линза детектора L2 или L4

Справа показан детектор с установленной линзой L4. Эта цилиндрическая линза производства Ocean Optics имеет минимум аберраций и устанавливается на окне детектора, чтобы сфокусировать свет от высокой щели на более короткие элементы ПЗС-линейки. Это увеличивает эффективность светособирания и уменьшает засветку рассеянным излучением. Использование линзы также полезно в конфигурации с оптическим волокном большого диаметра для применения в условиях низкой освещенности.

Детектор: ПЗС-линейка с 3648 или 2048 элементами
В спектрометре HR2000+ установлена кремниевая ПЗС-линейка Sony ILX511. В спектрометре высокого разрешения HR4000, относящегося к следующему поколению, установлена ПЗС-линейка Toshiba TCD1304AP. Она имеет более совершенную электронику по сравнению с линейкой Sony, в частности, содержит программируемый пользователем микроконтроллер. Обе линейки выполнены на кремниевой основе и имеют одинаковый спектральный (200–1100 нм) и динамический (1300:1) диапазоны, однако детектор Toshiba обладает лучшим оптическим разрешением. Чувствительности на единицу площади практически одинаковы. Детектор Toshiba имеет электронный затвор, который позволяет избегать насыщения почти в любой ситуации, что делает возможным анализ быстропротекающих процессов, например, лазерных импульсов.

Детектор	Описание	Спектрометр
DET4-VIS	Стандартный детектор Toshiba TCD1304AP. Наиболее подходит для работы с длинами волн более 400 нм.	HR4000
DET4-UV	Детектор Toshiba TCD1304AP с окном UV4. Наиболее подходит для работы в УФ-диапазоне длин волн.	HR4000
DET4-200-1100	Детектор Toshiba TCD1304AP с переменным фильтром высших порядков OFLV-200-1100 и окном UV4. Используется с дифракционной решёткой HC1 ($600).	HR4000
DET2-VIS	Стандартный детектор Sony ILX511. Наиболее подходит для работы с длинами волн более 400 нм.	HR2000+
DET2-UV	Детектор Sony ILX511 с окном UV2. Наиболее подходит для работы в УФ-диапазоне длин волн.	HR2000+

Характеристики детектора	Sony ILX511	Toshiba TCD1304AP
Спектральный диапазон:	200–1100 нм	200–1100 нм
Кол-во пикселов:	2048	3648
Размер пиксела:	14 x 200 мкм	8 x 200 мкм
Емкость пиксела:	~ 62 500 электронов	100 000 электронов
Чувствительность:	75 фотонов/отсчет на 400 нм; 41 фотон/отсчет на 600 нм	130 фотонов/отсчет на 400 нм; 60 фотонов/отсчет на 600 нм
Максимальная частота оцифровки пикселов:	2 МГц	1 МГц

Переменный фильтр высших порядков OFLV
Переменный длинноволновый фильтр высших порядков OFLV наносится на окно детектора, чтобы устранить влияние второго и третьего порядков дифракции. Для нанесения фильтра на подложку используется запатентованная технология. Фактически, компания Ocean Optics является единственным изготовителем компактных спектрометров, которые обеспечивают «чистые» спектры первого порядка.

Окно детектора UV2 или UV4
При заказе детектора с окном UV2 или UV4 стандартное окно из стекла BK7 заменяется на кварцевое, что позволяет улучшить характеристики спектрометра в диапазоне 200–340 нм.