Научное измерительное оборудование

Спектрометр – аналитический прибор, принцип работы которого основан на накоплении, обработке и анализе спектра излучения. Получают спектр методом облучения образца и регистрации появляющейся флуоресценции. Замеряется длина, частота волн, интенсивность излучения.
Детекторы
Полупроводниковые детекторы
Сцинтилляционные счетчики
ПЗС
Спектрометры могут различаться по спектральному диапазону, спектральной чувствительности, оптической схеме. При интерпретации спектров в большинстве случаев производится сравнение полученного спектра со спектром вещества известного состава. Ранние спектроскопы представляли собой простые призмы с градуировкой, обозначающей длины волн света, в современных приборах они вытеснены дифракционной решёткой.

По способу разложения спектра делятся на дифракционные, интерференционные, призменные

По принципу действия: инфракрасные, атомно-абсорбционные и атомно-эмиссионные, ренгено-флуорисцентные, масс-спектрометры, фурье-спектрометры
Инфракрасный спектрометр

Оптическая схема двулучевого дисперсионного ИК-спектрометра:

1 — источник,

2 — образец,

3 — луч, проходящий через образец,

3' — луч сравнения,

4 — зеркало с секторами,

5 — щели,

6 — решётка,

7 — детектор

В инфракрасном спектрометре используются призмы или решетки для разделения инфракрасного излучения на различные длины волн и детектирования его с помощью фотодетектора. Создает спектр, отображающий интенсивность излучения в зависимости от длины волны.
ИК-Фурье спектрометр

В ИК-Фурье спектрометре используется интерферометр Майкельсона для разложения ИК излучения на интерференционные полосы и детектирования интерференционной картины. Спектр получается путем преобразования Фурье интерферограммы. Основной элемент Фурье-спектрометра — интерферометр Майкельсона.

В Фурье-спектрометре одно из зеркал выполняется подвижным.

Атомно-абсорбционный спектрометр

Принцип работы атомно-абсорбционного (AAS) основан на измерении уровня поглощения луча света резонансной длины волны от источника, который проходит через атомный пар исследуемой пробы. Для преобразования объекта исследования в атомный пар применяется атомизатор.

Ренгено-флуорисцентный спектрометр

Метод рентгенофлуорисцентной спектроскопии (XRF) основан на сборе и анализе спектра, полученного после возбуждения характеристического рентгеновского излучения, которое возникает при переходе атома из возбуждённого в основное состояние. Предназначен для определения концентрации элементов с атомным номером от 4 до 92.

LIBS спектрометр
Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (LIBS) представляет собой методику детектирования, в которой лазерный импульс используется для образования плазмы. Данный метод применяется как для качественного, так и для количественного анализа элементного состава веществ.

В состоянии плазмы электроны в атомах отделяются от ядер, либо переходят на более высокие энергетические уровни. По мере охлаждения плазмы электроны в атомах начинают рекомбинировать при этом испуская свет в ультра-фиолетовом, оптическом и инфра-красном диапазонах.

Масс-спектрометр

Основой для измерения масс-спектрометра служит ионизация компонентов, позволяющая физически различать компоненты на основе характеризующего их отношения массы к заряду и, измеряя интенсивность ионного тока, производить отдельный подсчёт доли каждого из компонентов.

Флуоресцентная спектроскопия является одним из фундаментальных спектроскопических методов исследования. Она используется как для повседневного контроля качества, так и для сложных измерений спектрально-люминесцентных свойств образцов в исследовательских лабораториях.
Компактный высокочувствительный флуоресцентный спектрометр применяется для работы со слабыми сигналами. Предназначен для проведения исследований флуоресценции, хемилюминесценции и фосфоресценции с высоким разрешением и чувствительностью в
диапазоне от 190 до 900нм.


Счетчики одиночных фотонов. Метод счета фотонов применяется в различных научных и промышленных областях: телекоммуникации, квантовой криптографии, спектроскопии, лидарных исследованиях космоса, флуоресцентной микроскопии.
Кремниевые фотоумножители

Это многопиксельные кремниевые лавинные фотодиоды, работающие в гейгеровском режиме. Изготавливаются по КМОП-технологии, обладающей значительными преимуществами: относительно низкой себестоимостью фотоприемников, низким рабочим напряжением, компактными размерами с большой общей активной областью. Но на сегодняшний день эта технология обладает существенными недостатками: темновой шум на несколько порядков выше, чем в обычном SPAD-диоде, квантовая эффективность на более длинных волнах низкая.
Лавинные фотодиоды для регистрации одиночных фотонов (SPAD-диоды)

Лавинные фотодиоды (APD) представляют собой фотодиоды с высокой чувствительностью и с очень быстрым временем отклика. В отличие от обычных PIN-диодов, лавинные фотодиоды используют внутреннее усиление для создания лавины электронно-дырочных пар под действием ударной ионизации. Высокое напряжение смещения расширяет область поглощения лавинного фотодиода, что обеспечивает появление достаточного количества электронов/дырок при ионизации
Принцип работы лавинного фотодиода

При работе ниже напряжения пробоя лавина очень скоро гасит себя из-за фрикционных потерь внутри полупроводника. Специально сконструированный лавинный фотодиод также может быть использован в режиме Гейгера, где напряжение смещения устанавливается выше напряжение пробоя, что позволяет поддерживать лавину и достигать внутреннего усиления до 108. Такие лавинные фотодиоды называют лавинными фотодиодами для регистрации одиночных фотонов (SPAD-диоды). Но Гейгеровский режим работы при таком высоком коэффициенте усиления неизбежно приводит к очень высокому значению тока, протекающего в SPAD-диоде. Оно должно постоянно находиться под контролем, чтобы успеть с помощью соответствующей схемы гашения предотвратить повреждение фотоприемника.

В своей простейшей форме, схема гашения может быть реализована на токоограничивающем резисторе, расположенном последовательно с лавинным фотодиодом, который будет гасить лавину, если значение резистора достаточно велико. Однако такие схемы обычно имеют долгое время восстановления, которое ограничивает максимальную скорость счета. По этой причине большинство коммерчески доступных модулей счета фотонов на основе SPAD-диодов имеют активную схему гашения. Она регистрирует возникновение лавины, а затем снижает в течение нескольких наносекунд напряжение смещения на лавинном фотодиоде ниже напряжения пробоя.
Системы TCSPC – коррелированный по времени подсчет одиночных фотонов.
TCSPC, сокращение от коррелированного по времени подсчета одиночных фотонов, относится к мощному методу анализа, используемому,
в частности, во многих отраслях науки и фундаментальной физике. Этот метод используется для сверхточных измерений времени жизни флуоресценции и фосфоресценции, а также компенсирует вариации интенсивности источника и амплитуды импульсов одиночного фотона.
Все детекторы и системы на основе TCSPC характеризуются сверхвысоким временным разрешением, высокой скоростью счета и пропускной способностью, а также чрезвычайно низкой фоновой флуоресценцией. TCSPC записывает время детектирования каждого фотона детектором по отношению к возбуждающему лазерному импульсу, а также позволяет регистрировать очень слабые сигналы вплоть до одного фотона.


Спектрограф – оптический прибор, позволяющий регистрировать протяженные участки спектра с помощью фотографического метода. Используются для качественного и количественного анализа различных образцов: металлов и сплавов, порошковых веществ, растворов, смесей газов.
Характеристики типовых спектрографов
- ширина полосы частот регистрируемых излучений
- показатель светосилы, достигаемый при проведении исследований
- линейная дисперсия
- разрешающая способность прибора
При прохождении через щель пучок света проходит в устройство. В нем излучение разлагается на составляющие с помощью призмы. Затем они направляются на различные участки фотопластинки, которые соответствуют определенной длине и частоте.
Для регистрации различных излучений в спектрографах используются специальные фотографические пластинки, изготавливаемые на основе стекла. На их фиксирующую поверхность при производстве наносится покрытие из светочувствительного вещества, которая представляет собой тонкое покрытие из желатина с равномерно распределенными по нему кристаллами AgBr.

При попадании излучения на чувствительный слой в нем начинается химическая реакция восстановления серебра Ag, благодаря которой образуется основа нужного изображения. Затем пластинку поочередно помещают в специальные хим. реактивы, в которых спектрограмма сначала проявляется, а затем окончательно закрепляется.
На смену такому типу устройства пришли более современные решения, в которых разложение света в спектральный ряд и его регистрация осуществляются с помощью электроники. Функцию чувствительных элементов в них выполняют приборы с зарядовой связью (ПЗС).
Спектрограф, как универсальное устройство может выполнять сразу несколько функций. Многофункциональные приборы промышленного назначения способны не только анализировать спектр излучения, но и измерять уровень освещенности и интенсивность различных цветов. Благодаря универсальности устройств удается существенно расширить область исследования свойств различных материалов и веществ.


Всегда на складе
Широкий ассортимент оборудования для диагностики сверхкоротких импульсов.

Для того, чтобы ознакомиться со всем ассортиментом товара, свяжитесь с нами или задайте вопрос через форму
Свяжитесь с нами
Оставьте свои контактные данные, и наш менеджер свяжется с вами
Всегда на складе
Широкий ассортимент оборудования для диагностики сверхкоротких импульсов.
Для того, чтобы ознакомиться со всем ассортиментом товара, свяжитесь с нами или задайте вопрос через форму