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高灵敏度!小型!轻便!低价!最新开发的世界最小尺寸光栅光谱仪
发布时间:2018-10-26
采用独特的光学设计技术,滨松最新推出微型光谱仪SMD系列C14384MA。该光谱仪对近红外线具有很高的灵敏度,小型、轻便而且低价。根据调查,该产品是目前世界上尺寸最小的光谱仪。与同样对近红外光有响应的微型光谱仪MS系列相比,SMD系列体积约为其1/14,重量为其1/30,灵敏度却是其50 倍,它能够满足现场食品的实时测定、农作物的质量检查、无人机环境分析等用途的要求,并将于11月1日(星期四)开始接受国内外厂家的样品预订。

此外,本产品将于11月1日(星期四)在ACTCITY 滨松(滨松市中区)举办的五年一届的滨松光电综合展“Photon Fair 2018”上开始为期3天的展出。

※光栅:通过利用每种波长不同的光的折射角,以区分不同波长光的光学元件。

<产品概要>

目前已经在售的小型光谱仪有对近红外光有响应、指尖大小的光谱仪MS系列和比MS系列更小的且对可见光也有响应的微型光谱仪。

该产品由入射狭缝、1次反射镜、2次反射镜、光栅和图像传感器组成,是世界上最小的光栅型光谱仪。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可以平行前进,在1次反射镜上进行调整,并通过2次反射镜引导到光栅。通过光栅实现对不同波长的光的区分,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。

要实现比旧款的光谱仪更小的尺寸,需要使凹面的弯曲变大、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是很困难的。此次,我们利用独自的光学设计技术,采用1次反射镜和2次反射镜的折返结构,在抑制凹面弯曲度的同时,减少了与图像传感器的距离,成功研发出世界上最小尺寸的光栅光谱仪。此外,因为采用了最新的高灵敏度的图像传感器,提高了近红外光的灵敏度。而且,光栅在封装上直接成形,将入射狭缝、2次反射镜、图像传感器在一个芯片上集成,减少了元件的数量,成功降低了整体器件的成本。该产品可以组装于对搭载部件的大小和重量有限制的便携式分析仪器、无人机等各种机器上,可以期待它在要求现场实时测定的各种各样的场景中的应用。

今后,随着生产的自动化,我们将进一步降低产品的成本。

光谱仪的结构

<研发背景>

光谱仪是测量不同波长光强的器件,通过区分物体的发光和吸收波长的光来分析物质的成分和状态。光谱分析广泛应用于工业,农业,环境,食品,医药和制药等领域,近年来,细分光的光栅型光谱仪正在成为主流。

到目前为止,光谱分析是在配备了大型、昂贵、高性能的桌面型光谱仪的专门的实验室进行的,而我们开发了的小型的光谱仪,不需要将测定对象带到实验室,是在现场就可以进行分析的可携带分析器件。随着对食品和农作物安全等相关传感技术与日俱增的关心,开发更小型紧凑、重量更轻、成本更低、灵敏度更高的光谱仪的需求正在不断增加。

<产品特点>

1. 是世界上最小的光栅光谱仪

通过采用我们独有的光学设计技术实现折返式结构,与传统的微型光谱仪MS系列相比,体积约减少到11.7 mm×4.0 mm×3.1 mm(W×D×H ),为其十四分之一,重量减少到小于0.3克,约为其三十分之一。因此,可以将其搭载到对尺寸和重量都有限制的便携分析仪器和无人机。另外,在光谱分析中,需要测量各种成分吸收的复杂光信息,通过使用光栅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。

2. 利用近红外光实现高灵敏度测定

采用最新的高灵敏度图像传感器,与传统的微型光谱仪MS系列相比,近红外光的灵敏度提高了约50倍。因此,可以实现对吸收近红外光的水分、糖、有机酸等食品的各种成分进行高灵敏测定。

3. 以控制元件数量来降低成本
光栅在封装上直接成形,同时将入射狭缝、2次反射镜、图像传感器集成在一个芯片上,以控制元件的数量,降低了整体器件的成本。

●主要规格

项目 C14384MA 单位
波长响应范围 640~1050 nm
波长分辨率(半值幅)※1 Max.20 (Typ.17) nm
灵敏度 ※2 50 -
亮线杂散光 ※3 <-23 dB
缝隙尺寸(H×V) 15×300 μm
开口数量 0.22 -
外形尺寸 (W×D×H) 11.7×4.0×3.1 mm
重量 <0.3 g
※1:波长800nm以上
※2:波长10000nm时,老微型光谱仪MS系列设置为1的情况
※3:波长850nm时

微型光谱仪SMD系列 C14384MA 与老款的小型光谱仪