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不得了哟!这只近红外灵敏光谱仪,还没一毛硬币大!

2019-05-28 14:42
滨松
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光谱分析是物质分析中的一种重要方法,在工业,农业,环境,食品,医药和制药等领域中的应用都十分普遍,而光谱仪则是长期征战于第一线的核心器件之一。

光谱仪是测量不同波长光强的器件,通过区分物体发出和吸收波长的光谱,来分析物质的成分和状态。随着对食品、农作物安全、医疗制药等民生问题关注的与日俱增,分析仪器逐渐出现了部分小型化、便携化、民用化的趋势。更小巧紧凑、低成本、更高灵敏度(特别是针对近红外)的光谱仪器件一直被市场所渴求。

滨松此前陆续研发了两代融合了MOEMS技术的超紧凑微型光谱仪,从MS系列到指尖大小的C12666MA/C12880MA,在体积、成本以及灵敏度上都做出了不少努力,也获得了市场极高的关注和肯定。其中C12666MA微型光谱仪还斩获了被誉为光学界“奥斯卡”的“Prism Award”(棱镜奖)。不过,随着一位“新选手”的诞生,微型光谱仪“更小、更低成本、更高近红外灵敏度”又一次被重新定义:超紧凑的SMD型微型光谱仪C14384MA。

不得了哟!这只近红外灵敏光谱仪,还没一毛硬币大!

滨松SMD型微型光谱仪C14384MA

SMD型微型光谱仪C14384MA,采用独特的光学设计,并配备了滨松最新的高灵敏APS型CMOS图像传感器,提高了对近红外光的灵敏度。与同样可测近红外光的MS系列相比,新产品体积约为其1/14,重量为其1/30,灵敏度却是其50倍。可以实现对水分、糖、有机酸等食品的各种成分进行高灵敏测定。

另外,在光谱分析中,需要测量各种成分吸收的复杂光信息,凭借特制的光栅,该产品可以测定不同波长的光强度变化的连续数据,采用高级分析方法进行分析。

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滨松各系列紧凑型微型光谱仪

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SMD系列与MS系列的光谱响应灵敏度对比

不得了哟!这只近红外灵敏光谱仪,还没一毛硬币大!

※1:波长800nm以上;※2:波长1000nm时,MS系列微型光谱仪的灵敏度参考为1;※3:波长850nm时。

当然,最具有直观冲击力的,肯定是体积的大幅缩小。这是如何做到的呢?

想要实现更小的尺寸,就需要使光谱仪内部光栅所在凹面的弯曲变大,并减少与图像传感器之间的距离。但要在弯曲度大的凹面上形成光栅,却是很困难的事。而这只新的微型光谱仪,则通过2个反射镜加上特殊的光学设计技术,来解决了这个问题。

普通光线在前进时会不断发生扩散,为了使通过入射狭缝的入射光得以平行前进,SMD型微型光谱仪内部设置了两个反射镜,入射光在一次反射镜上进行调整,进而通过二次反射镜引导至光栅进行分光,同时借由凹面将其聚焦在图像传感器的各像素点上,并针对不同波长的光强度输出电信号。而两个反射镜采用了折返的结构,在抑制凹面弯曲度的同时,也减少了与图像传感器的距离。

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滨松三个系列微型光谱仪的结构对比

同时,SMD型微型光谱仪的光栅在封装上直接成形,并通过独特的工艺,将入射狭缝、二次反射镜、图像传感器高度集成于同一芯片上,大大减少了内部元件的数量,一方面进一步缩小了体积,另一方面也成功的缩减了整体器件的成本。今后,随着生产的自动化,SMD型微型光谱仪的成本将可能得到进一步降低。

继C12666MA微型光谱仪,SMD型微型光谱仪也步入“Prism Award”(棱镜奖)的殿堂,荣誉入围了2019年“传感器及探测器”部分的Finalist,受到行业的认可。而以这样小小的身形,SMD型微型光谱仪可轻易装配至对部尺寸及重量有较高限制的便携式分析仪器、无人机等设备上,期待它在食品及农作物实时检测、无人机环境分析等,要求现场实时测定的各种场景中发挥作用。

不得了哟!这只近红外灵敏光谱仪,还没一毛硬币大!


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