Автоматизированный монохроматор-спектрограф M266

Автоматизированный монохроматор-спектрограф M266 (нч/ВЧ режимы) — высокоточный LSI-инструмент автоматизированной настройки для спектроскопии, мультиспектрального анализа, Raman и флуоресценции в УФ/видимой/NIR/MIR диапазонах, обеспечивающий фокусное расстояние 266 мм, спектральный охват 170–5000 нм с разрешением 0.05 нм (ширина щели 5 мкм) и светопропусканием >75% благодаря LSI-голографической решётке 1200–6000 линий/мм с ионным полированием и автоматическим шаговым приводом. Устройство поддерживает программируемую автоматику сканирования (TTL/USB/Ethernet), смену щелей/фильтров (0.1–5000 мкм), мультипортные входы/выходы (SMA/FC/APC), интеграцию с CCD/SLS/InGaAs-детекторами и ПО для спектрального картирования с GLP-функциями, идеально дополняя двойные системы Double M266, монохроматоры ML44/MSA-130/M150, спектрометры Lambda и OSA MS9740B. Надёжный LSI-комплект с TEC-термостабилизацией (±0.01°C), виброзащитой IP65 и опциями SIP (аттенюаторы, поляризатор, волоконный пучок) идеален для лабораторных задач автоматизированной высокочувствительной спектроскопии газов, полупроводников, плазмы и биопробы с минимальными аберрациями и пиковой интенсивностью сигнала.

ОПИСАНИЕ:

Монохроматор-спектрограф М266 — это универсальный прибор с фокусным расстоянием 284 мм, характеризующийся высокой светосилой (F/3.8), малым уровнем рассеянного света и формированием высококачественного плоского поля размером 30×10 мм.

Конструкция прибора включает один входной и два выходных оптических порта. На вход может быть установлена стандартная или опциональная скрещенная щель. Выходные порты позволяют реализовать различные конфигурации: установку двух выходных щелей, комбинацию щели и детектора или одновременное использование двух детекторов.

Управление монохроматором автоматизировано. Сканирование спектра, смена дифракционных решеток, смена фильтров разделения порядков и коммутация выходных портов осуществляются под управлением специализированного программного обеспечения. Автоматический затвор предназначен для вычитания темнового сигнала и защиты детектора от превышения допустимого уровня освещенности. Управление шириной всех щелей также осуществляется программно, с возможностью ручной коррекции.

Модификация М266i оснащена компенсатором астигматизма, который необходим для многоканальной спектроскопии и работы с матричными детекторами. Компенсатор позволяет использовать прибор в режиме суммирования строк и обеспечивает корректное отображение двумерного изображения.

Стандартная оптическая схема прибора включает зеркала с покрытием Al+MgF₂ для работы в УФ-области. Опционально доступна оптика с покрытиями Al+SiO₂ или золотым для ближнего ИК-диапазона. Конструкция выходного узла с крепежными отверстиями под пользовательские детекторы и оптимизированная схема исключают паразитные засветки и обеспечивают идеально плоское фокальное поле.

Программное обеспечение SolarLS.LAB обеспечивает автоматизацию измерений, включая многократное сканирование с коммутацией решеток и фильтров, получение панорамных спектров, их последующую математическую обработку. Также программное обеспечение предоставляет широкий ряд инструментов для анализа спектра. Для интеграции в измерительные комплексы предоставляются программные модули (DLL) и драйверы для среды LabVIEW.

Отличительные особенности монохроматора-спектрографа М266:

• Совокупность конструктивных решений и оптимизация угловых и линейных параметров оптической схемы позволяют достичь исключительно низкого уровня рассеянного света за счет полного устранения переотражений на оптических элементах. Это позволяет создать плоское поле, которое является необходимым условием для высококачественной программной сшивки спектров, полученных в результате многократных сканирований на многоэлементном детекторе.
• Компенсация астигматизма реализована с помощью цилиндрического зеркала, которое устанавливается на место плоского поворотного зеркала за входной щелью. Данное решение обеспечивает коррекцию астигматизма для обоих выходных портов прибора. Установка компенсатора уменьшает величину астигматического отрезка до ~50 мкм в плоскости выходной щели, что необходимо учитывать при расчете оптического разрешения для конкретной дифракционной решетки.

Высокая светосила (F=1:3,8), низкий уровень рассеянного света и высокое качество линии позволяет успешно применять М266 для решения самого широкого круга задач.

Два выходных порта предоставляют возможность подсоединять к М266 или две выходных щели, или одну выходную щель и детектор, или два детектора одновременно.

Версия М266i (Imaging) содержит компенсатор астигматизма и обеспечивает исправление астигматизма для обоих выходных портов прибора. Это позволяет использовать М266 в многоканальной спектроскопии с применением матричных детекторов не только в режиме суммирования строк (binning), но и в режиме двумерного изображения (Imaging).

Управление М266 полностью автоматизировано. Сканирование спектра по длинам волн, смена дифракционных решеток, смена фильтров разделения порядков, регулировка ширины щелей и выбор выходного порта производится автоматически и управляется с помощью интеллектульного и простого в использовании программного обеспечения.

Автоматический затвор предназначен для автоматического вычитания фона (темнового сигнала), а также для защиты детектора от излишней засветки источником излучения.

Программное обеспечение SolarLS.LAB обеспечивает автоматическую работу системы с многократным сканированием и сменой решеток и фильтров, получением панорамного спектра, его демонстрацией, математической обработкой, печатью и сохранением для дальнейшего анализа, а также предоставляет широкие возможности для обработки и анализа спектра: калибровка интенсивности, автоматический поиск и анализ пиков, калькулятор спектров, аксонометрический спектр и многое другое.

Программные модули DLL и/или VI поставляются по Вашему требованию в комплекте с М266 и позволяют организовать управление прибором из Вашей программы или LabVIEW.

ПРИМЕНЕНИЕ

Эмиссионная, флуоресцентная и рамановская спектроскопия

Многоканальная спектроскопия

Измерения поглощения, отражения и пропускания

Аналитические задачи в диапазоне от УФ до ИК

КОНФИГУРАЦИЯ

М266 содержит один входной порт и два выходных порта. На входной порт устанавливается либо стандартная входная щель, либо (опционально) скрещенная входная щель. Все спектральные щели автоматизированы, ширина щелей регулируется из программного обеспечения прибора. Конструктивно щель также содержит микровинт и имеет возможность ручной регулировки ширины раскрытия ножей.

В зависимости от модификации, М266 может содержать либо турель из четырех дифракционных решеток, либо одну дифракционную решетку в держателе.

Стандартная оптика представляет собой сферические и плоские зеркала с покрытием Al+MgF2, оптимизированным для высокой эффективности в УФ-области. Опционально прибор может содержать оптику с покрытием Al+SiO2 или с золотым покрытием для высокой эффективности в ИК-области спектра.

На выходные порты М266 могут быть установлены или две выходных щели, или одна выходная щель и детектор, или два детектора одновременно.

Прямой (Аксиальный) и боковой (Радиальный) выходные порты работают поочередно. Переключение между выходными портами осуществляется из программного обеспечения при помощи поворотного зеркала, которое в своем рабочем положении направляет излучение на боковой (Радиальный) выходной порт. Возможна поставка прибора с одним выходным портом (Аксиальным). Если радиальный выходной порт не используется, на него устанавливается заглушка.

Выходная щель М266 содержит 4 крепежных отверстия М2.5, позволяющие Вам при необходимости закрепить на корпусе щели Ваш собственный детектор.

ОСОБЕННОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Эта особенность конструкции совместно с оптимизацией угловых и линейных характеристик оптической схемы позволили полностью устранить возможность переотражения лучей на оптических элементах, обеспечить чрезвычайно низкий уровень рассеянного света и создать идеально плоское поле для установки многоэлементного детектора. В свою очередь, плоское поле обеспечивает возможность качественной программной сшивки спектров, полученных на многоэлементном детекторе посредством нескольких сканов.

КОМПЕНСАЦИЯ АСТИГМАТИЗМА

Компенсатор астигматизма в M266 представляет собой цилиндрическое зеркало, которое устанавливается после входной щели вместо плоского поворотного зеркала и обеспечивает компенсацию астигматизма для обоих выходных портов прибора (модификация Imaging).

Астигматизм в целом присущ всем спектральным приборам и выражается в том, что точка на входной щели изображается в плоскости изображения в виде вертикального отрезка. Величина астигматического отрезка для М266 составляет 2,4мм в центре плоского поля и соответственно 2,1мм и 2,8мм по краям поля. Наличие астигматизма обычно не ухудшает разрешающей способности прибора, но, в зависимости от высоты используемого детектора, может влиять на общую чувствительность системы.

Исправление астигматизма является обязательным в многоканальной спектроскопии, если требуется адекватно передать распределение освещенности вдоль щели, а также при использовании приборов с матричными детекторами в режиме двумерного изображения (Imaging).

Введение компенсатора астигматизма в оптическую схему позволяет исправить астигматизм в плоскости выходной щели до величины порядка 50мкм. Это обстоятельство нужно учитывать при расчете ожидаемого оптического разрешения прибора с конкретной решеткой.

Основные метрологические и технические характеристики:

• Спектральный диапазон: Стандартный 180-3600 нм;
• Оптическая схема: Оптимизированная схема Черни-Тернера с одним оптическим входом и двумя выходами;
• Опция двумерной визуализации: на обоих выходных портах;
• Относительное отверстие: 1:3,8;
• Фокусное расстояние: 284 мм;
• Плоское поле: 30 x 10 мм;
• Дифракционные решетки: 50x50x10 мм, одна решетка или турель с 4 решетками;
• Регулировка щелей: автоматическая и ручная;
• Ширина щели: 0-2 мм;
• Высота щели: 12 мм;
• Параллельность щелей: ±1 мкм;
• Точность деления микрометра: ±1 мкм;
• Размер шага: 0.5 мкм;
• Погрешность: ±10 мкм;
• Турель фильтров: автоматическое переключение;
• Макс. количество фильтров: 6;
• Стандартное количество фильтров: 5;
• Размер фильтра: 20 мм;
• Световая апертура: 18 мм;
• Шаттер: программно управляемый, для измерения темнового сигнала;
• Интерфейс связи: High-Speed USB;
• Габариты: 410 мм х 252 мм х 213 мм
• Масса: 23,5 кг.

Основные характеристики измерений:

Монохроматор-спектрограф M266 предлагает расширенный набор опциональных компонентов и аксессуаров, обеспечивающих эффективное решение различных экспериментальных задач. Конфигурация системы позволяет осуществлять сбор оптического излучения как от близко расположенных объектов, так и от удаленных источников. Доставка сигнала в прибор может реализовываться с помощью оптического волокна и без него.

Ключевые опции и аксессуары:

• Автоматизированная турель порядковых фильтров;
• Адаптеры для апертурного согласования;
• Адаптеры для ввода излучения в волокно;
• Конденсоры для прямого ввода в монохроматор;
• Специализированная скрещенная входная щель;
• Оптические волокна;
• Адаптеры для многоканальных детекторных систем;
• Многоканальные детекторы;
• Объективы Кассегрена;

Все выходные порты оснащены прецизионными механизмами фокусировки щелей, а детекторные адаптеры обеспечивают точную юстировку положения детектора относительно фокальной плоскости. Конструкция адаптера предусматривает возможность регулировки угла наклона детекторной плоскости для оптимизации качества регистрируемого сигнала. Адаптеры серии PS-2 и PS-3 предназначены для сбора излучения в широком угловом диапазоне с последующей эффективной передачей в оптическое волокно. Модель PS-2 отличается повышенным пропусканием в УФ-области, а PS-3 предусматривает установку краевых фильтров для отсечки нежелательных спектральных компонентов. Объективы Кассегрена обеспечивают работу с объектами, расположенными на расстоянии от 3,5 метров до бесконечности, что делает их идеальным решением для дистанционных измерений.

Детекторные системы:

Многоканальные CCD матрицы ANDOR Technology:

• Серия iVac, модель DR 324B-FI: ПЗС-матрица с фронтальной подсветкой, охлаждение UltraVacTM до -60°C, спектральный диапазон 400-1000 нм, разрешение 1650×200 пикселей (16×16 мкм), светочувствительная зона 26.4мм х 3.2мм, АЦП 16 бит;
• Серия iDus:
  • модель DV 401A-BV, задняя подсветка, охлаждение до -70°C, спектральный диапазон 200-1000 нм, разрешение 1024×127 пикселей (26×26 мкм) светочувствительная зона 26.6 мм х 3.6мм, АЦП 16 бит;
  • модель DU 401A-BV, задняя подсветка, охлаждение до -100°C, спектральный диапазон 200-1000 нм, разрешение 1024×127 пикселей (26×26 мкм) светочувствительная зона 26.6 мм х 3.6мм, АЦП 16 бит;
• Серия Newton, EMCCD:
  • модель DU970P-FI: EMCCD с фронтальной подсветкой и электронным усилением, спектральный диапазон 400-1000 нм, охлаждение до -100°C, разрешение 1600х200 пикселей (16мкм х16мкм), двойной выходной усилитель, crop mode, скорость считывания до 3MГц, АЦП 16 бит;
  • модель DU970P-BV: EMCCD с задней подсветкой и электронным усилением, спектральный диапазон 200-1000 нм, охлаждение до -100°C, разрешение 1600х200 пикселей (16мкм х16мкм), двойной выходной усилитель, crop mode, скорость считывания до 3MГц, АЦП 16 бит;
• Серия iStar, Gated iCCD: DH320T-25U-03, камера с затвором и усилителем яркости, спектральный диапазон 200-900 нм, CCD 124×256 100% фактор заполнения, трубка 25мм, фотокатод Gen2 Multialkali S20, интегрированный цифровой генератор задержки, 3 нс Crop Mode сенсор, порт продувки, интерфейс USB;

Двумерные матрицы HAMAMATSU (200-1100 нм):

• Модели U2C-16H7306/7307
• Модели U2C-16H7316/7317
• Модель U2C-16H10426
• Модель U2C-16H11516
• Модель U2C-16H11850
• Модели U2C-16H101409/101419

Линейные датчики INGAAS HAMAMATSU для ИК-диапазона 900-1700 нм (до 2600 нм):

• Модель UC-16H9041
• Модель UC-16H912
• Модель UC-16H914
• Модель UC-16H908

Линейные неохлаждаемые датчики (200-1100 нм):

• Модель UC-12T3: датчик TCD1304, спектральный диапазон 190-1100 нм, 3648 пикселей (8 мкм), АЦП 14 бит, АЦП 14 бит;
• Модель UC-12T2: датчик TCD1205, спектральный диапазон 200-1100 нм, 2048 пикселей (14 мкм), АЦП 14 бит;
• Модель U2C-14H13496: датчик S13496, спектральный диапазон 200-1000 нм, 4096 пикселей (7 мкм), АЦП 14 бит;
• Модель U2C-14H11639: датчик S11639-01, спектральный диапазон 200-1000 нм, 2048 пикселей (14 мкм), АЦП 14 бит;