Maria多通道光纤光谱仪

1. 产品简介

Maria是一款集成式多通道光纤光谱仪，最多可以支持8个通道。Maria采用非交叉Czerny-Turner光路设计和线阵列CMOS检测器。该产品配置了硬件同步功能， 确保各通道光谱采集曝光时间同步。 最短积分时间可设定到60us。 光谱结构稳定，光谱温漂低等特点。 配套的光谱软件具备光谱无缝拼接， 丰富的光谱降噪、分析算法， 满足多种应用场景， 可根据可以提供软件定制服务。

2. 应用领域

1　 等离子体光谱测量

2　 原子发射、吸收光谱测量

3　 火焰燃烧光谱测量

4　 LIBS

5　 激光测量

3. 产品特点

(1) 积分时间最短60S，最长可设定有效积分时间65S， 软件具备分段积分功能。

(2) 软件采集、硬件触发、异步复位硬件触发和连续采集、周期采集等多种光谱采集模式，硬件触发延时最低40ns，触发抖动10ns，配置软件复位功能。。

(3) F6高分辨光路设计，光谱数值孔径N.A. 0.08。

(4) 低温漂设计，光路核心部件非螺丝固定，成像端光谱温漂偏差低于0.1 pixel /℃。

(5) 内置电路模拟增益开关， 1-11X倍增益5档可调。

(6) 可适配2048 /4096像素两种规格的检测器，背照式检测器， 紫外响应好， CCD读取噪声低于25RMS。

(7) 丰富数据交互接口，24PIN OI接口；2路ADC，2路DAC，10路GPIO， 2路IIC。 USB 接口， 可根据需求升级RJ45接口。

(8) Key-SMA905接口，光纤插拔一致性偏差低于5%。

(9) 光谱强度信号采用16bit AD 采样，光谱AD采样和数据传输时间低于750s。 连续采集模式最高帧率高于1000帧，软件可验证数据传输效率。

(10) 配置温度传感器， 可实时采集上传检测器温度。

(11) 最宽可达190-1100nm光谱范围选配， 可根据需求选配8通道、5通道和3通道，光谱分辨率高， FWHM最佳低于0.08nm。

(12) 最短积分时间情况，动态范围≧5000：1， 信噪比≧450：1。

(13) 可定制加热温控模块，最大可升温温差30℃，可有效改善温漂问题。

(14) 可升级选配自动暗噪声扣除功能，无需Shutter等可自动扣除检测器读取和固有的热噪声。

(15) 配置windows平台的光谱分析软件UspectralPlus，具备S-G平滑、Whatter平滑等多种平滑算法， AirPLS等基线扣除算法， 具备识别标峰算法，可以选配粒子群、孪生神经网络等多种算法对采集光谱数据进行处理和分析。

(16) 可登录如海云端数据库进行算法识别和数据存储以及管理。

(17) 软件提供多种语言二次开发示例和SDK， 支持Labview，C#， QT+C++， Python等开发语言。

(18) 单通道光谱可配置不同刻线平面闪耀光栅，可以选配3600g/l、2400g/l、1800g/l、1200g/l、900g/l和300g/l等光栅。

(19) 可根据需求配置10m、15m、25m、50m、100m、200m狭缝。 也可根据客户需求定制特定规格的狭缝。

(20) 检测器前可根据需求选配聚光透镜， 聚光透镜可提高10X灵敏度。

(21) 内置消光陷阱，纳米吸光涂层，抑制漫反射杂散光； 消光后的杂散光低于0.1%。

4. 多通道预配配置（光谱实际分辨率不高于标值的120%）

表 4-1八通道光谱仪光谱配置表

表 4-2 五通道光谱仪光谱配置表

表 4-3三通道光谱仪光谱配置表

表 4-4三通道光谱仪光谱配置表

5. 应用指南：LIBS

LIBS（激光诱导等离子体发光）是一种基于光谱的元素分析技术，其中最为核心的部件的是激光器和光谱仪， 要求光谱仪具备良好的温度稳定性和分辨率特性。 下图是一个典型的LIBS架构示意图。

a. 利用半波片和偏振片实现激光能量连续可调，利用相机可以观察样品状态。

b. 采用侧向收集光谱方法优点：

防止光纤探头在LIBS烧蚀样品过程中产生样品溅射污染探头。

能有效的加大探头与样品之间的距离，降低更换样品时误触导致测量误差。

c. 在测量时，对一个点多次激发采集，因为烧蚀坑深度的不断增加，LIBS采集的光谱强度不断下降，采用三维移动平台能有效实现LIBS样品的多点位测量。

LIBS的光谱是都是非常尖锐的峰信号，在光谱数据处理过程需要大量的谱图处理算法和识别建模算法。 如海基于云端的LIBS数据库和算法分析可以提供便捷的数据处理分析工作。

铁矿石的LIBS光谱数据和分析算法界面