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SPS-300远红外THz光谱仪

SPS-300远红外THz光谱仪

Sciencetech厂家推出科研级商业的SPS-300/SPS-400远红外THz光谱仪,其是一款可模块化的太赫兹傅里叶变换光谱仪(FTIR光谱仪)。如果探测器和光源允许,标准分辨和高分辨率款的远红外光谱仪的光谱范围可分别达到5µm-5mm和0.06THz-60 THz。此外,SPS-300/SPS-400远红外光谱仪(THz,FTIR)的模块化非常灵活,根据不同的组件选择,可配置为远红外/THz频谱分析仪,材料透射/反射光谱仪,圆/线性二向色光谱仪等应用。

所属品牌: 加拿大Sciencetech

应用类型:

产品型号:SPS-300/SPS-400

负责人:徐工 光学仪器
联系电话:13691896712 电子邮箱:chenpeng@welloptics.cn

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5µm-5mm或0.06THz-60 THz太赫兹太赫兹FTIR傅里叶变换光谱仪


Sciencetech的SPS-300/SPS-400是一款新出的极化太赫兹傅立叶变换光谱仪(FTS),可用于远红外或THz光谱范围(5μm-5000μm2cm-1-2000cm-10.06-60 THz。标准的FTSFTIR光谱系统一般基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪构架;然而,SPS-300/SPS-400也可以使用马丁-普普利特(Martin-Puplett)模式架构,该模式可在正常测量传输时,提供极化分割实现明显更宽的带通,并可在圆形和线性二向色性测量中改善提高信噪比。

与其他类似太赫兹光谱仪相比,SPS-300/SPS-400具有灵活的模块化配置。根据内部光源,外部输入和双输出端口等模块的不同,客户可将SPS-300/SPS-400配置成远红外/ THz光源频谱分析仪(通过连接外部辐射检测仪),或者配置成材料透射和反射光谱仪(带一个外部光源,样品室和探测器),亦或是圆/线性二向色光谱仪等应用。

SPS-300/SPS-400还配有125mm线栅极化分束器和麦拉(Mylar)分束器。线栅极化分束器允许客户采用极化的Martin-Puplett(马丁-普普利特)模式下操作,相比麦拉极化分束器的标准迈克尔逊模式(Michelson),其覆盖范围更大。


SPS-300太赫兹FTIR光谱仪 标准硬件特点:

- 模块化设计,可配置为远红外/THz频谱分析仪,材料透射/反射光谱仪/线性二向色光谱仪

- 2种配置模式(双极化Martin-PuplettMichelson干涉仪配置),取决于分束器的选择

- 业界内较好的4µm麦拉格栅分束器,用于极化模式

- 支持第三方外部光源和探测器,和定制设计的样品室

- 标准精度步进和积分模式

- 100mm镀金光学元件

- 5µm-5mm(2-2000cm-1)宽光谱范围

- 标准款分辨率0.12cm-150mm平移台标)

- 高分辨率款0.02cm-1高分辨率(配置300mm平移台)

- 密封外壳可承受10 -3 Torr的真空压力,有效消除大气水蒸气的光谱吸收效应

 

标准硬件包括:

- 不锈钢可真空外壳

- Motorized roof mirror alignment system(电动屋脊型反射镜对准系统)

- 麦拉分束器,用于迈克尔逊模式操作

- 75W超静音汞弧灯光源光源

- 伺服电机斩波器

- 用于偏振马丁-普普利特模式的线栅偏振分束器。(该模式还需要输入偏振器和旋转或固定位置分析器)

- Vacuum gauge (真空计)

- 带SPS控制软件的主机

- Arc lamp power supply and igniter(弧光灯光源及点火器)


标准软件

主机和软件

SPS-300/SPS-400自带一台PC带平板显示器,并且预置控制软件,CD版的软件。 SPS-300/SPS-400控制软件基于LabView应用在Windows PC系统下工作 ,但也可以通过第三方供应商获得Mac-OS版本。 提供给客户的一套可执行版本无需LabView开发环境。

 

模块化LabView VI结构

用户可以添加特定于应用程序的LabView虚拟仪器(VI),而无需重新编译SPS-300/SPS-400软件。这对于需要将扫描操作与外部功能(样品室,光源,温度控制器,磁场扫描等)集成在一起的实验自动化非常有用。


主要软件功能

- “步进和扫描”操作

- 数据采集和自动日志记录器

- 数据以ASCII格式文本文件存储,可轻松导入其他数据分析软件

- 多任务处理,可同时进行扫描和分析

 

数据处理与操纵

- 通过Mertz-Forman方法校正相位

- 切趾:贝塞尔,棚车,余弦,三角形

- 快速扫描信号的数字滤波

- 加,减,归一化,相乘(干涉图或光谱)

- 平均和标准偏差(干涉图或光谱)

- 通过用户指定的功能进行数据拟合:功能经过分析指定,新功能自动保存在硬盘驱动器上,以便于检索

 

显示

- 快速扫描模式:显示干涉图,光谱和光谱的相对西格玛

- 步进和积分模式:显示干涉图和锁定放大器缓冲器的内容

- 显示光谱,干涉图,比率,拟合结果和其他数据

- 打印所选数据

 

扫描和处理模式

SPS-300/SPS-400通过获取已知变换距离下的探测结果,从而生成一个干涉图。在标准的步进和格栅模式下,每一次探测读数时,镜子都停止在预设的位置。在停止状态下,探测器可以有时间获得更好的信噪比,并且可以精确的的带探测器读数和反射镜位置之间的关系。

SPS-300/SPS-400软件可以同时支持扫描和数据分析。仅简单的命令来实现自动数据采集,实现不需要人守的自动测量。软件在自己的Window窗口运行而不受后台其它程序的影响。


可选配置

根据客户应用需要,也可额外选择附件,将SPS-300配置成以下三种功能:

配置一、频谱分析仪(Spectral Analyzer Configuration

在外部输入端口额外安装一个外部太赫兹光源,同时在聚光束输出端口安装一个外部太赫兹探测器, SPS-300/SPS-400可实现频谱分析仪的功能。

加拿大ScienceTechnology提供了多种探测器选项:室温热释电探测器,室温DTGS探测器和氦冷却辐射探测器。当然,客户也可将第三方探测器连接到输出端口。

配置二、材料透射/反射光谱仪(Transmission/Reflection Spectrometer Configuration

SPS-300/SPS-400也可配置成一台材料透射/反射太赫兹光谱仪,配置的方法加一个样品室和一个太赫兹探测器(在准直光束输出端口处安装外部样品室,在样品室的探测输出端口处安装外部THz探测器)

例如,SPS403样品室和探测器允许透射率和反射率测量。光源采用的是SPS-300/SPS-400机身内部的宽带汞弧灯光源。当然,其他类型的宽带THz光源(例如,GlobarGunn振荡器)也可以与外部输入光端口配合使用。请注意,SPS-300/SPS-400基本系统不包括这些附加功能


配置三、太赫兹圆/线性二向色光谱仪(THz Circular/Liner Dichrosim Spectrometer

在极化模式操作中,SPS-300/SPS-400具有良好信噪比的,适用于比如材料透射光,圆二色性和线性二色性,测量VCD等应用。对于现代的物理实验室中,低于600 cm-1以下测量振动圆二色性(VCD)是一个挑战。

而偏振分光干涉法被认为是这些测量中十分有效的方法。其中,分束器是该干涉仪的关键组件,它能根据偏振的不同将入射光束分开。Sciencetech大面积光栅偏振器(FIR grid polarizers)由沉积在聚酯薄膜基板上的金属线组成,其在500cm-1 - 2.0 cm-1的光谱范围内十分有效。


SPS-300技术指标

虽然SPS-300/SPS-400标准和高分辨率型号的理想光谱范围为5µm5mm2 cm-1-2000cm-1)和60GHz60 THz但实际光谱范围会有所差异,其主要受所用的光源和探测器的限制影响。在低波数,使用高功率的光源才能获得2cm-1低波数光谱范围的截止值。(例如通过外部光源端口进入的同步加速器和1.7K氦冷却辐射热探测器)。而使用SPS-300/SPS-400内置的汞弧灯光源,搭配测1.7K辐射热探测器,在低波数光谱范围的截止范围大约为4cm-1(而不是2 cm-1)。而使用4K氦冷却辐射热探测器和内部汞弧灯光源,低波数截止值则增加到约8cm-1

在高波数端,偏振器的栅格间距是限制光谱范围的主要因素。与其他理想的12.5µm25µm间距的偏光镜相比,Sciencetech厂家采用的是间距为4µmGrid polarizer,因此,实际上截止值更接近1000cm-1。当然,如果探测器和光源允许,SPS-300/SPS-400能够达到2000cm-1

标准型号:0.12cm-1,带有5cm translating stage   高分辨率型号:0.020cm-1,带有30cm translating stage(对应下面分辨率公式L=30cm

SPS-300/SPS-400引用的分辨率不是由某些制造商引用的,而是由roof mirror translating stage决定的理论极限。在干涉图的末端突然停止数据收集会在傅立叶变换光谱中产生振荡(在光谱曲线上强度大的线的侧面看起来像“脚”)。科技公司通常使用“切趾”功能 (也叫去脚化或者变迹),将干涉图乘以一个在扫描端平滑变为零的因数——但这会降低分辨率。尽管有多种选择,但我们引用了Bessel切趾的分辨率,该分辨率比理论极限降低了1.904。通常,分辨率由下式给出:

Resolution = A/(2*2*0.80*L)[cm-1],

where L = stage length [cm],A = Apodization factor,

0.80 is the zero path location factor (zero is 20% from the translation stage end position)

可以在SPS-300/SPS-400软件上选择四种切趾,每种切趾都有其自身的影响分辨率的因素:

Bessel: A = 1.904 ;Boxcar:A = 1.207Cosine:A =2.000Triangular:A = 1.772

对于远红外和太赫兹域,建议的切趾处理是Bessel函数。


光学元件:Optics:

Large 100mm beam optics coated for maximum infrared reflection, Fast f/2.35 off-axis paraboloid condensers for high light throughput, 90°±3” roof mirrors, Martin-Puplett optical configuration.

(适用于红外光反射的100mm大光束光学元件,高光通量的快速f/2.35离轴抛物面镜,90°±3“屋脊型反射镜,Martin-Puplett架构光学配置。)

Body:

Stainless steel housing capable of maintaining 10-3 Torr。(不锈钢外壳,可保持10-3托。)


光源Source:

Internal 75W Hg arc lamp (water cooled) with external DC stabilized power supply and igniter.

(内置75W汞柱弧光灯(水冷),带外部直流稳定电源和点火器。)

Controls:

Motorized alignment for roof mirror (tilt, rotary shear, lateral shear) to fine tune interference at the beam splitter


Polarizer Beam Splitter:

2μm lines with 4μm pitch aluminum on Mylar substrate.


远红外和太赫兹(THz)辐射是红外的长波长端和微波区域的短端的光谱区域,也称为亚毫米波长光谱区域。 最近,由于所产生的辐射可以穿透各种材料,因此在太赫兹应用中引起了人们的关注。 太赫兹光通常用于材料科学,安全性,药物成分分析,生物医学成像,超导材料,天文学和粒子物理研究中

Sciencetech已经为天文学和粒子物理学领域的亚毫米波长研究界提供了10多年的SPS-200远红外FTIR。 最近,Sciencetech厂家把 SPS-200升级成高级商业用的SPS-300/SPS-400 THz频谱分析仪和光谱仪,。 欧洲航天局使用SPS-300校准了普朗克/赫歇尔飞行任务的探测器,以分析宇宙的起源,值得我们感谢他们的支持。


Sciencetech太赫兹傅里叶变换光谱仪的客户:

已经购买了Sciencetech太赫兹FTIR傅里叶变换光谱仪的用户包括:欧洲空间局,德国马普研究院(马克斯·普朗克研究所),阿贡国家实验室,加拿大国家研究委员会,布鲁克海文国家实验室,法空间天体物理学所,劳伦斯伯克利国家实验室,世界各地的许多大学。



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