Комплексы регистрации эмиссионных спектров для анализа элементного состава
Большой опыт поставок кастомизированного оборудования и адаптации конструкторских решений под различные задачи наших заказчиков позволяет предложить Вам оптимальный комплекс регистрации ионных и атомарных эмиссионных спектров для любого типа возбуждения плазмы:
- лазерно-индуцированная плазма LIBS
- искровое возбуждение SPARC
- оптико-эмиссионная индуктивно-связанная плазма ICP OES
- катодолюминесценция в сканирующих электронных микроскопах SEM-CL
- возбуждение с помощью тлеющего разряда GD OES и др.
Современные системы регистрации спектральных характеристик атомов и ионов в общем случае делятся на три большие группы:
- Параллельная одновременная регистрация широкого спектрального диапазона с помощью набора компактных спектрометров с линейными датчиками изображения, которые перекрывают аналитически значимые участки спектра с разрешением, требуемым для анализа конкретного типа материала\группы материалов.
Одновременная регистрация спектра является обязательным условием для систем с импульсным возбуждением, таких как лазерное и искровое возбуждение, а также в случае динамических процессов, предполагающих послойное удаление материала (GD-OES).
Обычно для УФ области, где присутствуют густонаселенные спектры, требуется высокое спектральное разрешение, а также возможность продувки спектрометра инертным газом. Малогабаритный высокоразрешающий спектрометр VIS400 удовлетворяет этим требованиям. Для регистрации спектров в видимом диапазоне предлагается компактный широкодиапазонный спектрометр VIS150.
Оба спектрометра содержат встроенную систему регистрации на базе линейных датчиков изображения S13496 Hamamatsu, которая идеально подходит для целей элементного анализа, т.к. имеет высокую чувствительность, низкие шумы и высокую линейность характеристик. Датчик S13496 имеет встроенный электронный затвор и т.о. позволяет при необходимости работать с двухимпульсными лазерами возбуждения LIBS.
Характеристики VIS400 и VIS150 указаны в таблице ниже. Количество спектрометров каждого типа в комплекте зависит от конкретной аналитической задачи.
|
Модель спектрометра |
VIS150 |
VIS400 |
|
Дифракционная решетка |
1200 штр/мм |
1200 штр/мм |
|
Обратная линейная дисперсия (среднее значение) |
4,5 нм/мм |
1,5 нм/мм |
|
Ширина одновременно регистрируемого интервала |
130 нм |
40 нм |
|
Спектральное разрешение |
100 пм |
40 пм |
|
Линейный датчик изображения |
CMOS S13496 Hamamatsu |
|
|
Количество пикселей |
4096 пикселей размером 7x200 мкм |
|
|
Относительная неравномерность чувствительности, не более |
± 5% |
|
|
Динамический диапазон |
5000 : 1 |
|
|
Антиблюминг |
есть |
|
|
Разрядность АЦП, частота передачи данных |
16 бит, 5 кГц |
|
|
Среднеквадратичный шум чтения, отсчёты АЦП |
<4 |
|
|
Время накопления (min – max) |
0,018мс … 90c |
|
|
Минимальное время считывания кадра, мс |
0,414 |
|
|
Термоэлектрическое охлаждение |
нет |
|
|
Интерфейс связи с компьютером |
USB |
|
|
Синхронизация |
Внешняя / Внутренняя |
|
|
Оптический вход |
волоконный вход SMA-905 (опционально FC) либо прямой ввод излучения в прибор |
|
По Вашему запросу наши специалисты подберут наилучшую конфигурацию спектрометров для Ваших аналитических задач, а также предложат другие дифракционные решетки и рассчитают конкретные цифры по спектральному диапазону и разрешению.
- Параллельно-последовательная регистрация спектра с помощью длиннофокусных автоматизированных сканирующих монохроматоров-спектрометров, укомплектованных линейными и матричными датчиками изображения.
Метод является популярным для элементного анализа с непрерывным возбуждением (например, ICP-OES), т.к. позволяет достичь уникально высоких значений спектрального разрешения на любом интересующем участке спектра от УФ области до ИК. Использование современных линейных датчиков изображения позволяет организовать работу в псевдопараллельном режиме, а именно: выделить определенный спектральный диапазон, содержащий наиболее значимые аналитические линии, и далее проводить анализ нескольких линий одновременно без сканирования.
Популярность метода также обусловлена чрезвычайно низкими оптическими шумами, характерными для длиннофокусных приборов, что является обязательным условием для анализа следовых концентраций элементов.
Автоматизированный монохроматор-спектрограф высокого разрешения М700, укомплектованный линейным датчиком изображения S13496 Hamamatsu, является наилучшим решением для целей параллельно-последовательной регистрации спектра. М700 имеет возможность установки до 4-х дифракционных решеток. Параметры спектрометра с дифракционными решетками 1200 штр/мм и 2400 штр/мм указаны в таблице ниже.
СПЕЦИФИКАЦИЯ *
|
Автоматизированный монохроматор-спектрограф |
M700 фокусное расстояние 750 мм, зеркальная оптика с покрытием Al + MgF2, оптимизированным для УФ диапазона спектра |
|
|
Линейный датчик изображения |
CMOS S13496 Hamamatsu |
|
|
Спектральный диапазон** |
190нм – 1000нм |
|
|
Дифракционная решетка |
2400 штр/мм |
1200 штр/мм |
|
Рабочий спектральный диапазон |
190 - 450 нм |
260 -800 нм |
|
Механический спектральный диапазон |
0 – 600 нм |
0 – 1200 нм |
|
Относительная обратная линейная дисперсия (среднее значение) |
0,5 нм/мм |
1,0 нм/мм |
|
Одновременно регистрируемый интервал *** |
14 нм |
28 нм |
|
Спектральное разрешение *** |
13 пм |
25 пм |
|
Точность установки длины волны |
± 8 пм |
± 15 пм |
|
Воспроизводимость длины волны |
± 4 пм |
± 8 пм |
* Производитель оставляет за собой право изменения Спецификации и описания без уведомления Заказчика
** Для спектрального диапазона ниже 200нм рекомендуется продувка инертным газом
*** для линейного датчика изображения CMOS S13496 Hamamatsu3. Одновременная параллельная регистрация спектра с помощью спектрометров со скрещенной дисперсией.
Скрещенная дисперсия предполагает использование в одном спектрометре двух дисперсионных элементов, один из которых – это дифракционная решетка Эшелле, работающая в высоких порядках спектра. Решетка Эшелле с высокой дисперсией разлагает излучение в спектр, причем множество спектральных порядков оказываются наложенными друг на друга. Чтобы исключить переналожение спектральных порядков, в оптическую схему вводится другой дисперсионный элемент – как правило, дисперсионная призма – который «растягивает» порядки в перпендикулярном направлении таким образом, чтобы разместить их на двухкоординатном детекторе и обеспечить независимую регистрацию каждого порядка.
Преимуществом приборов со скрещенной дисперсией является возможность одновременного достижения и высокого разрешения, и широкого спектрального диапазона.
Недостатком является необходимость борьбы с матричными эффектами – с засветкой значительной площади датчика изображения спектральными линиями основного элемента, которая может представлять собой непрерывный фон.
Мы не предлагаем готовых стандартных решений спектрометров со скрещенной дисперсией, но имеем большой опыт работы с дифракционными решетками Эшелле, а также опыт расчета и макетирования различных конфигураций спектрометров со скрещенной дисперсией, и мы готовы к сотрудничеству по этому вопросу.