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高光譜熒光測(cè)試系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)使用高靈敏度、高信噪比相機(jī)作為探測(cè)單元,使用高光譜分辨率的透射式光柵光譜儀,結(jié)合消色差成像鏡頭、內(nèi)置推掃成像結(jié)構(gòu)、內(nèi)置調(diào)焦結(jié)構(gòu)、內(nèi)置Shutter 等單元完成采集系統(tǒng)的集成。
下載彩頁(yè) 產(chǎn)品咨詢

    高光譜熒光測(cè)試系統(tǒng)介紹

    基本原理:

    熒光是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象,當(dāng)某種常溫物質(zhì)經(jīng)特定波長(zhǎng)的入射光照射時(shí),其分子吸收光能后從其基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并且立即退激發(fā)并發(fā)出另外一種出射光,原理如圖1 所示。通常新的出射光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)更長(zhǎng),且多處于可見(jiàn)光波段。

    系統(tǒng)使用高靈敏度、高信噪比、高像素Scoms 相機(jī)、制冷型InGaAs 等作為探測(cè)單元,使用高光譜分辨率的透射式光柵光譜儀,結(jié)合消色差成像鏡頭、內(nèi)置推掃成像結(jié)構(gòu)、內(nèi)置調(diào)焦結(jié)構(gòu)、內(nèi)置Shutter 等單元完成采集系統(tǒng)的集成。大功率的氙燈光源或者高功率激光器作為系統(tǒng)進(jìn)行熒光信號(hào)檢測(cè)的光源體,配合均勻性非常高的復(fù)眼透鏡組、激發(fā)濾光片、聚焦透鏡、反射鏡等結(jié)構(gòu)完成樣品激發(fā)光的傳送,樣品在激發(fā)光的作用下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熒光(發(fā)射)信號(hào),在高光譜相機(jī)前端設(shè)計(jì)有熒光濾光片,這樣熒光信號(hào)最終被高光譜相機(jī)收集到,通過(guò)處理分析建模等處理后可獲取需要的熒光光譜和圖像。

    利用激光的優(yōu)勢(shì)結(jié)合應(yīng)用行業(yè)的需求,可將其高功率激光通過(guò)光纖傳導(dǎo)并導(dǎo)入到勻光光路(六面體勻光結(jié)構(gòu))中,形成大面積、均勻性高、聚焦的激發(fā)面陣列光??梢詾椴牧峡茖W(xué)的研究提供強(qiáng)力的技術(shù)支持。例如:如果想要將這一新的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光伏之星推向市場(chǎng), 更好的理解光物理學(xué)和降解機(jī)制變的尤為重要。

    高光譜成像設(shè)備可以獲得以下參數(shù)的空間分布:

    · 表面缺陷 · 相分離 · 無(wú)序化

    這種有效的方法可以深入表征鈣鈦礦微觀結(jié)構(gòu),并將有助于理解這些材料中的降解現(xiàn)象,并使他們更接近于商業(yè)化。

    熒光高光譜測(cè)試系統(tǒng)

    高光譜相機(jī)參數(shù):

    名稱(chēng)

    指標(biāo)描述

    光譜儀

    體全息透射式光柵(PGP)結(jié)構(gòu)

    光譜范圍

    350nm-1000nm

    900nm-1700nm

    光譜分辨率

    2.8nm

    5nm

    光譜采樣間隔

    0.5nm(mean)

    0.5nm(mean)

    1.8nm

    光譜儀狹縫寬度

    30μm

    Shutter

    內(nèi)置(選配)

    探測(cè)器

    像素尺寸

    6.5μm*6.5μm

    6.45μm*6.45μm

    像素尺寸:15μm*15μm

    像素大小

    2048*2048

    1392*1040

    640*512(9.6mm*7.68mm)

    類(lèi)型

    SCOMS

    CCD(Si)

    Cooled VGA SWIR InGaAs Camera

    接口類(lèi)型

    USB3.0

    USB2.0

    Gigabit Ethernet

    成像鏡頭

    焦距(mm)

    25

    25

    30

    屬性

    消色差可見(jiàn)-近紅外定焦鏡頭

    近紅外成像鏡頭

    光譜范圍(nm)

    350-1000

    350-1000

    900-2500

    視場(chǎng)角(°)

    29(線視場(chǎng)角)@1米

    20(線視場(chǎng)角)@1米

    31(線視場(chǎng)角)@1米

    硬件配置

    內(nèi)置控制主板、微型處理器、電池、二維精密電控位移系統(tǒng)、輔助攝像頭等

    軟件

    自主開(kāi)發(fā):控制、采集、分析處理等;數(shù)據(jù)兼容第三方;

    提供二次開(kāi)發(fā)(windows系統(tǒng))

    系統(tǒng)參數(shù)

    主要部件

    設(shè)備名稱(chēng)

    主要技術(shù)指標(biāo)和功能(高光譜成像系統(tǒng)采用內(nèi)置推掃方式)

    1

    暗箱

    外觀尺寸

    80cm*80cm*100cm(長(zhǎng)寬高)

    可定制

    樣品臺(tái)尺寸

    30cm**30cm*40cm(長(zhǎng)寬高)

    可定制

     

     

    2

    光源

    反射光源

    數(shù)量:4個(gè);

    功率:50W/個(gè);

    光譜范圍:350nm~2500nm;

    對(duì)樣品可進(jìn)行反射光譜測(cè)試。

    大功率LED光源

     

     

    氙燈光源

    數(shù)量:1個(gè);

    功率:150W;

    光譜范圍:300nm~2500nm;

    作為激發(fā)光源可對(duì)樣品可進(jìn)行熒光光譜測(cè)試。

    對(duì)氙燈光源輸出光的傳輸方式進(jìn)行了

    升級(jí)改進(jìn),單色光的傳輸效率更為高

    效,提升了單色光強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)

    單,濾光片更換更為方便。

    復(fù)眼透鏡:光能利用率更高,大面積

    的均勻照明,勻化效果更好;

    高效的光束轉(zhuǎn)向組件;

     

     

     

     

    激光光源

    532nm/808nm等大功率激光器。

    多種光傳導(dǎo)方式:

    1、采用1.5米長(zhǎng)多模光纖傳導(dǎo)激光;

    激光器輸出激光并利用光纖進(jìn)行傳輸,使其光信號(hào)進(jìn)入到六面體勻光棒結(jié)構(gòu)中,通過(guò)調(diào)整聚焦透鏡,將光源光斑清晰的成像,使得光源光斑照射區(qū)域光照均勻一致, 再經(jīng)過(guò)大面積平面反射鏡的反射,使得激光均勻照射到樣品上進(jìn)而形成激發(fā)面陣列光。

    采用復(fù)眼透鏡組傳導(dǎo)激光

    激光器輸出激光并利用光纖進(jìn)行傳輸,使其光信號(hào)進(jìn)入到復(fù)眼透鏡組中,利用復(fù)眼透鏡組對(duì)光的勻化,使其形成面陣列分布的激發(fā)光。

    3

    附件

    激發(fā)濾光片

    熒光帶通濾光片非常適用于熒光成像應(yīng)用。 其通帶具有> 93%的透射率,截止帶光密度可達(dá)OD6。濾光片基片為熔融石英材料,表面用離子濺射工藝鍍加硬膜,采用黑色陽(yáng)極氧化鋁環(huán)進(jìn)行封裝。340nm/370nm/390nm/450nm/530nm/628nm/697 nm等300-1000nm可選。

     

     

    發(fā)射(熒光)濾光片

    有色玻璃長(zhǎng)波通濾光片有 27 種標(biāo)準(zhǔn) SCHOTT 彩色玻璃類(lèi)型可供選擇,可在紫外線 (UV)、可見(jiàn)光或近紅外 (NIR) 光譜中提供截止波長(zhǎng)。有色玻璃基片在其波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有很高的光譜透射率。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 50 x 50mm,可輕松集成到光學(xué)系統(tǒng)中, 并且厚度為 1、2 或 3mm。400nm/455nm/550nm/645nm/720nm等300-1000nm 可選。

     

     

     

     

     

     

     

     

    4

    功能介紹

    輔助監(jiān)控

    熒光測(cè)試時(shí),系統(tǒng)需要完全密閉的暗環(huán)境下測(cè)試,通過(guò)輔助攝像頭可以實(shí)時(shí)監(jiān)控暗箱內(nèi)部情況下。

    軟件功能

    采集控制、友好的參數(shù)設(shè)置界面、自動(dòng)曝光、自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)速度匹配、手動(dòng)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)預(yù)處理、輔助功能、輻射度、均勻性、鏡頭、反射率、區(qū)域校準(zhǔn)等。

    產(chǎn)品主要特點(diǎn)如下:

    1)激發(fā)光源均勻分布整視野,作用于樣品表面激光功率密度較低,同時(shí)避免了由于局部照明造成的載流子復(fù)合即使在較低功率下可獲得高信噪比圖像。

    2)整視野面成像,采用光譜掃描,成像速度快,150x150mm2成像范圍僅需10秒鐘。

    XY&Line Mapping VS HyperSepctral Imaging

    圖3 單點(diǎn)Mapping掃描成像與高光譜成像比較

    3)可做絕對(duì)校準(zhǔn),獲得光譜絕對(duì)強(qiáng)度,獲取器件光電特性如EQE,Voc等

    4)可選擇不同波長(zhǎng)的激光作為激發(fā)光源

    5)集熒光成像、電致發(fā)光、光致發(fā)光、反射率成像等諸多功能于一體。

    表 1 熒光成像技術(shù)檢測(cè)的響應(yīng)激發(fā)光源、波段和熒光發(fā)射波段:

    分類(lèi)

    檢測(cè)對(duì)象

    光源類(lèi)型

    激發(fā)波段、波長(zhǎng)/nm

    發(fā)射波段、波長(zhǎng)/nm

    葉片

    煙草葉片

    氙燈

    355

    440、520、690、740

    甜菜葉片

    氙燈

    340

    440、520、690、740

    蘋(píng)果葉片

    鹵素?zé)?/span>

    520、550

    650

    向日葵葉片

    鹵素?zé)?/span>

    紫外、藍(lán)光

    610、685、735

    煙草葉片

    LED

    455

    505~560、690

    柑橘葉片

    LED

    紫外、藍(lán)光

    550、690

    柑橘葉片

    LED

    紫外、紅、綠、藍(lán)光

    黃、紅、遠(yuǎn)紅外

    煙草葉片

    LED

    470

    650

    柑橘葉片

    LED

    365、445、470、530

    570、610、690、740

    蘋(píng)果葉片

    LED

    455

    618

    柑橘葉片

    激光

    532

    680~712、712~750

    柑橘葉片

    激光

    532

    680~712、712~750

    柑橘葉片

    激光

    473

     

     

    小麥葉片

    激光

    337

    370~800

    果實(shí)

    蘋(píng)果

    閃光燈

    紫外(《=340)

    440、520、690、740

    蘋(píng)果

    LED

    藍(lán)光

    紅、遠(yuǎn)紅外

    葡萄

    LED

    紫外、紅、綠

    藍(lán)綠、紅、遠(yuǎn)紅

    臍橙

    LED

    紫外

    臍橙

    LED

    365

    530~550

    蘋(píng)果

    激光

    337

    350~820

    材料

    鈣鈦礦

    激光

    532

    785

    GaN

    激光

    808

    1180

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