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Written by goofy
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Monday, 05 May 2008 13:55 |
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产品名称：阶梯光栅光谱仪
型号：ESA 4000
品牌：LLA
原产地：德国
产品功能：ESA 4000是一款紧凑的、具有超高分辨率的阶梯光栅光谱仪，它在原子光谱有不同的应用，可以主动或被动地和不同的辐射源配合使用。
阶梯光栅光谱仪ESA 4000是一款可测量复杂光谱的具有高光谱分辨率的仪器。可以以几个皮米（pm）的分辨率在整个紫外和可见波长范围内实现同时检测。ESA 4000应用于原子光谱，可同时探测所有谱线，适用于材料分析，避免谱线重叠。而如果增加像增强器选件则可以以几个纳秒的时间分辨率进行时间分辨测量（驰豫测量）。能够控制外部辐射源（如激光器）和可以对辐射进行时间相关测量的能力使得ESA 4000光谱仪非常适合于激光诱导击穿光谱（简称LIBS）应用，可同时对多个元素进行分析。
该光谱分析仪包括阶梯光栅光谱仪、内置式相机系统和电子控制单元。电子控制单元包括电源，ADC，视频捕捉器，快速脉冲发生器，工业计算机，全部位于一个19寸的机箱内。快速脉冲产生装置能够执行整个实验的时间控制或与外部信号进行同步测量。
阶梯光栅光谱仪内置了一个增强型CCD相机，包括一个图像增强器和高像素密度的CCD阵列。照像机放置在光谱仪的像平面上。MCP（微通道板）图像增强器的开关由电信号控制，可以分别实现微弱信号的动态过程时间分辨测量。
利用该光谱仪可以对整个相关波长范围同时进行时间分辨检测的特性，可以根据具体应用来优化选择被测光谱线和最优化信噪比。为了快速采集光谱数据的需要，ESA 4000可以在前期信号处理时省略无关的光谱数据。记录在内存（RAM）中累加数据的规则定义了如何累加探测器上的指定像元行的像元信号强度，以形成这个行的总信号强度。此外，在读出的过程中，一个像元行中的指定部分也能被累加（列累加）。使用累加功能能够加快光谱的处理过程（最快可提高一个数量级）。作为一种OEM型号，阶梯光栅光谱仪 ESA 4000可以很容易地被集成进已有系统和工厂里。专利的光路设计没有任何活动部件。紧凑的结构保证了波长定标的稳定性，因此非常适合工业应用。
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阶梯光栅光谱仪：光谱分析仪 ESA 4000。电子和光学模块（基本型和OEM型）
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阶梯光谱仪光路结构
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光路结构
一块阶梯光栅被放置在和入射角成平角的位置上，可以产生多至100级互相重叠的衍射级次。在光栅前面放置的石英棱镜把互相重叠的级次在和被探测光谱相垂直的方向上分开。通过这种方法这台紧凑型阶梯光栅光谱仪可以在一平方英尺的焦平面上覆盖超过1米的光谱长度。整个结构的光学参数在相机25mm×25mm敏感范围内适用于所有的光谱范围，线色散也与相机的像元尺寸相配合。
阶梯光栅光谱仪的技术指标
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阶梯光栅光谱
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Standard version 4000 EV/i
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UV-Version 4000 EV/i
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同步检测的光谱范围
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200 - 780 nm
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190 - 420 nm
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线性色散/像素 (24 µm)
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0,005 nm at 200 nm
0,019 nm at 600 nm
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0,0027 nm at 190 nm
0,0051 nm at 350 nm
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光谱分辨率(l/Dl)
FWHM
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20000
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20000
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光谱级次
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30 - 120
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58 - 126
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焦距
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25 cm
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像平面尺寸
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25 x 25 mm
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体积
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300 x 200 x 500 mm
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重量
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13 kg
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选项
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光纤输入，水冷却装置
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ICCD相机：
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柯达 KAF-1001(1024x1024 像素)
暗电流25 pA/cm2 @20°C, 双相关采样
饱和电荷500.000电子
影像增强器（MCP）；快门时间从20ns到16s
温度稳定，闭环水冷
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新产品！
背照式相机
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滨松S7171 (512 x 512像素)
暗电流25 pA/cm2 @20°C
饱和电荷500.000电子
一阶热电制冷
闭环水冷
光谱探测范围可达1050nm
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电路部分
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快速脉冲发生器
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可控制ICCD相机和脉冲光源（如激光器），和外触发信号同步（主-从模式）
产生可编程TTL脉冲，连续测量模式允许对长时间等离子体进行测量。
重复频率直达200Hz
4通道可调步长10ns
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控制器
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Prozessor CP 306 Intel Pentium M; 1,86 GHz; WINDOWS XP; Hard disk min. 40 GB; 512 MB RAM, DVD-R/RW,
2 MB Video-RAM with 16 Bit ADC
readout rate selectable 0.5, 1, 2 or 4 MHz,
PCI-Bus with 90 MByte/s
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接口
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keyboard, serial RS-232; Fast/Gigabit Ethernet; 6 x USB 2.0; VGA; 2 x BNC for external control, 10-pin process control connector
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电源
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230 V, 2 A, 50 / 60 Hz (optional 110/120 V, 4 A, 60 Hz)
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软件
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控制分析软件ESAWIN
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对话框控制操作，在线帮助
测量参数的设置，以方法控制测量（开始，停止带时间和脉冲选择，手动停止，外部触发）
光谱显示的选择，谱线选择，检测元素的谱线组的显示
多元素自动定性分析
输出参数的设置
数据存储（存档功能，标准和原子数据库，数据输入和输出）
根据对多定标样品的定标来对多种元素进行量化分析，可进行浓度计算
LIBS测量的特殊工具
等离子体温度计算
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ESAWIN – 温度模块
这个模块使用波兹曼绘图法可以确定等离体中不同的原子和离子的激发温度。
LIBS测量中的典型问题是激发条件的变化，这是激光和样品表面相互复杂作用的结果。对激光功率的测量可以推出激光器的脉冲能量，但却不能推出其用来产生等离子体的脉冲能量.等离子体温度可以作为额外标准来评判激发参数的稳定性。不同原子和离子的激发温度随着矩阵和测量参数的不同而变化。
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阶梯光谱（完整相机图片）
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波长光谱，由阶梯图片计算得出，是285 nm处的铬谱线组
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CN分子图谱，带 388.34nm 处cyanband head
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提供具有多种分析工具的控制分析软件用于系统控制和数据处理（参见软件ESAWIN）。
以下图片给出了所有的数据可视化方式。
阶梯光栅光谱仪数据的可视化
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不锈钢样品的可视化光谱，左上角是相机图片，右上角是选取的特殊线，下方是光谱部分
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波长对应元素的分析程序——工具钢的阶梯光栅光谱
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Last Updated ( Monday, 05 May 2008 15:26 )
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