2022-09-29 14:31:14 北京爱蛙科技有限公司
Ocean SR2 是最新一代现代模块化光谱仪的先锋,光谱仪具有出色的信噪比和高速光谱采集,是光学滤光片和重铬酸钾标准物的吸光度等应用的理想选择。
自从 90 年代初推出第一台商业上可行的模块化光谱仪以来,这些多功能仪器的连续几代在包括信噪比 (SNR)、光学分辨率、扫描速率、杂散光和线性度在内的关键性能指标上都表现出显著改善。
Ocean SR2 光谱仪是最新一代现代模块化光谱仪的先锋。该光谱仪具有专有的线性 CCD 阵列检测器、可提供高速光谱采集(积分时间为 10 µs)的增强型电子器件,以及用于吸光度测量、等离子体监测和其他应用的出色 SNR (380:1) 性能。以下是用于吸光度测量的 Ocean SR2 性能的一些示例。
滤光片的吸光度
使用带有 DH-2000-BAL 氘钨卤素光源和滤光片支架的 Ocean SR2 光谱仪,我们测量了光学颜色、平衡和紫外线阻挡滤光片的各种组合。与进行相同测量的类似类型的光谱仪相比,Ocean SR2 表现出更高的吸光度值,表明杂散光性能较低;和更长波长下更好的 SNR,这是整个光谱范围内更平衡的光谱灵敏度的结果(图 1)。
图 1. 测量蓝色滤光片时,与同类光谱仪相比,SR2 的较低噪声水平在更长波长下提供更好的 SNR。
为确保类似测量的最佳结果,请确保在建议的时间内预热光源(在某些情况下最多 30 分钟)。光源输出将继续非常轻微地变化,直到光源处于热平衡状态,从而影响测量。此外,切勿关闭光源或断开光纤进行暗测量。而是在其原点或样品架中的滤光片槽处阻挡光源。确保使用的物体会 100% 阻挡光线;金属效果很好。
重铬酸钾标准品的吸光度
重铬酸钾是一种结晶固体,通常用作氧化剂。在这种情况下,我们使用重铬酸钾溶液标准品将 SR2 测量值与 235 nm、257 nm、313 nm、350 nm 和 430 nm 处的校准吸光度波长进行比较。
我们的装置包括一个带有 50 µm 狭缝的 SR-2 紫外可见光谱仪、一个使用滤光片支架和扩散器平衡的 PX-2 脉冲氙光源、1 cm 光程的 Square One 比色皿支架和一对 600 µm 抗曝光纤。SR2 表现出高精度,尤其是在较高浓度测量时(图 2)。
图 2. 在这些测量中,垂直线代表 235 nm、257 nm、313 nm、350 nm 和 430 nm 处的校准吸光度波长。
通常,在进行吸光度测量时,最好设置光谱仪积分时间,使参考光谱在满量程的 80%-90% 处达到峰值。这让您可以利用光谱仪的完整动态范围,从而提高信噪比性能。此外,由于 Ocean SR2 光谱仪在其整个波长范围内具有平衡输出,因此用户可以避免使光谱的某些部分饱和——并且不得不做出可能不受欢迎的测量权衡。
信噪比(SNR)和Ocean SR2
在吸光度测量的背景下,光谱仪 SNR 可能是造成结果差异的最大原因。我们已经观察到 Ocean SR2 在吸光度测量方面的表现如何优于同类光谱仪,尤其是在 UV 中。这就是为什么 Ocean SR2 对分子诊断等应用具有吸引力的原因之一。
SNR 是信号强度除以某个信号级别的噪声强度,这意味着 SNR 可能因测量而异。由于光子噪声通常会导致系统噪声随信号而增加,因此 SNR 函数是单个 SNR 值与获得它们的信号的关系图。
Ocean Insight 将其光谱仪的 SNR 报告为在探测器饱和时测量的最大可能 SNR 值。假设每个像素的 SNR 响应曲线是相同的。
SNR 可以通过使用不同类型的信号平均来提高,就像我们对大多数测量所做的那样。对于基于时间的平均,SNR 将增加所用频谱扫描次数的平方根。例如,如果平均 100 次扫描,380:1 的 SNR(Ocean SR2 的 SNR)将变为 3800:1。对于基于空间的平均(boxcar),SNR 将增加平均像素数的平方根。
附加应用
虽然 Ocean SR2 是吸光度测量的绝佳选择,但它的多功能性也可扩展到其他应用。例如,对于太阳辐照度等辐照度校准测量,Ocean SR2 能够检测高分辨率光谱峰值以及光谱中不太明显的特征。该光谱仪还可用于测量高强度光源和高能等离子体。
本文作者:海洋光学Rob Morris
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