Монохроматор МДР

Монохроматор-спектрограф MS200

  • Оптическая схема Черни-Тернера
  • Спектральный диапазон 185 нм - 60 мкм
  • Большое плоское фокальное поле (26х10 мм)
  • Фокусное расстояние 200 мм
  • Относительное отверстие 1/3.6
  • Полностью автоматизированный

Производитель SOL instruments

Описание

Монохроматоры спектрографы серии MS200 – компактные спектральные приборы общего назначения с большим плоским фокальным полем (26х10 мм). Это полностью автоматизированные приборы с фокусным расстоянием 200 мм и относительным отверстием 1/3.6. Несмотря на небольшие размеры, короткофокусные монохроматоры спектрографы серии MS200 обладают характеристиками, не уступающими аналогичным характеристикам более длиннофокусных спектральных приборов.

Особенности

Монохроматор спектрограф MS200 построен по асимметричной схеме Черни-Тернера, что позволяет минимизировать аберрации и исключить переотражения от дифракционных решеток и зеркал. Высококачественная оптика и большой выбор дифракционных решеток обеспечивают работу приборов в широком спектральном диапазоне от 185 нм до 60 мкм (в зависимости от выбранной решетки). Благодаря применению специальной оптики в моделях MS2001i и MS2004i скорректирован астигматизм, что позволяет использовать эти приборы в многоканальной спектроскопии.

В моделях MS2001 и MS2001i используется однопозиционный держатель дифракционной решетки, который позволяет легко сменять решетки вручную. Большой выбор сменных решеток позволяет получить наилучшее сочетание высокой энергетической эффективности и максимального спектрального разрешения для различных областей спектра.

Дифракционные решетки монохроматора мдр

Автоматизированная турель для установки четырех дифракционных решеток (модели MS2004 и MS2004i) обеспечивает быструю смену решеток с высокой воспроизводимостью заданной длины волны.

Турель монохроматора ум

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 имеют один входной и два выходных порта. Выбор выходного порта осуществляется с помощью автоматизированного зеркала. На каждый из выходных портов могут быть установлены либо выходные спектральные щели, либо многоканальные детекторы.

Приборы серии MS200 предлагаются с двумя вариантами входной и выходных спектральных щелей: ручные, с управлением с помощью микрометрического винта, и автоматизированные (комбинированные), позволяющие управлять шириной раскрытия ножей с помощью компьютерной программы DevCtrl или ручного пульта (вращением микрометрического винта).

Благодаря компактным размерам в сочетании с отличными техническими характеристиками, MS200 идеально подходят в качестве ОЕМ приборов при построении спектроскопических систем, предназначенных для решения Ваших уникальных задач.

Модели монохроматоров-спектрографов серии MS200

MS2001 MS2001i MS2004 MS2004i
Дифракционный узел Однопозиционный
держатель для решеток сменяемых вручную
Однопозиционный
держатель для решеток сменяемых вручную
Турель с возможностью установки до 4 решеток Турель с возможностью установки до 4 решеток
Оптика  Стандартная С компенсацией астигматизма (Imaging) Стандартная С компенсацией астигматизма (Imaging)

В приборах со стандартной оптикой (модификации MS2001 и MS2004) используется плоское входное поворотное зеркало, а в приборах с компенсацией астигматизма (модификации MS2001i и MS2004i) входное поворотное зеркало - цилиндрическое.

Как и во всех спектральных приборах, построенных по схеме Черни-Тернера, в MS200 ось вращения дифракционной решетки проходит через центр рабочей поверхности решетки и совпадает с направлением штрихов. Это обеспечивает постоянство геометрии пучков для формирования плоского и фиксированного фокального поля. Качество изображения во всем фокальном поле оптимизировано ассимметричностью оптической схемы. Большой размер фокусирующего (камерного) зеркала позволяет использовать всю ширину фокального поля без виньетирования. Кроме этого, ассимметричная схема Черни-Тернера обеспечивает низкий уровень рассеянного света и позволяет избежать переотражения света от оптических элементов и детекторов.

Конфигурация прибора

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 – компактные спектральные приборы общего назначения, имеющие большое количество конфигураций для обеспечения спектроскопических применений. Мы предлагаем несколько вариантов исполнения, широкий выбор дифракционных решеток, большое количество аксессуаров и два варианта программного обеспечения. Для построения спектроскопической системы, для Ваших уникальных задач, следует выбрать необходимую конфигурацию прибора.

Вы можете сами выбрать необходимую конфигурацию Монохроматора-спектрографа серии MS200, используя приведенную ниже информацию, или проконсультироваться с нашими специалистами.

Корпус

  • корпус прибора со встроенным контроллером
  • червячный механизм разворота решётки
  • входное зеркало
  • основные зеркала (камерное и коллиматорное)
  • встроенный затвор
 

Варианты исполнения корпуса:

  • Со стандартной оптикой, покрытие зеркал Al+MgF2
  • Со стандартной оптикой, покрытие зеркал Au
  • С корректирующей оптикой для компенсации астигматизма (imaging), покрытие зеркал Al+MgF2
  • С корректирующей оптикой для компенсации астигматизма (imaging), покрытие зеркал Au

По специальному заказу мы предлагаем оптику с интерференционным покрытием для всех вариантов исполнения корпуса.

Корпус монохроматора мдр

Узел дифракционных решеток

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 предлагаются с двумя вариантами крепления решеток:

Держатель на одну решетку (модификации MS2001 и MS2001i).
Позволяет легко сменять решетки вручную. Решетка позиционируется в держателе с высокой точностью. Замена решеток не требует дополнительной подстройки прибора.

Держатель на одну решетку

Входной порт и входная щель

Все монохроматоры-спектрографы серии MS200 имеют один входной порт, на который устанавливается входная спектральная щель.

Два варианта щелей:

  • С ручным управлением
  • Автоматизированные
 

Все спектральные щели имеют стандартные соединительные фланцы, благодаря которым различные аксессуары можно крепить непосредственно к входной щели:

  • адаптер для оптического волокна
  • конденсор F#-matcher
  • фильтровое колесо
  • скоростные затворы и др.
Монохроматор ум

Встроенный затвор

В каждом монохроматоре-спектрографе серии MS200 установлен встроенный затвор. Он применяется для измерения фонового сигнала или темнового сигнала фотоприемников, а так же для защиты детекторов от повреждения излучением высокой интенсивности - затвор автоматически закрывается при смене решетки, фильтров и при установке длины волны нулевого порядка.
Управление затвором осуществляется из управляющей программы от ПК, а также TTL-сигналами от внешнего устройства.

Выходные порты

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 имеют два выходных порта - прямой и боковой. Выбор выходного порта во время работы осуществляется с помощью поворотного зеркала. На каждый из выходных портов могут быть установлены либо спектральные щели, либо адаптеры для различных детекторов.

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 могут поставляться в следующей конфигурации выходных портов:

  • Один прямой выходной порт
  • Один боковой выходной порт
  • Два выходных порта
Выходные порты монохроматора мдр

Один прямой выходной порт
Такая конфигурация обычно применяется в случае использования только одного детектора.
В конфигурации с одним прямым выходным портом боковой порт закрыт заглушкой.

Один боковой выходной порт
Некоторые детекторы принципиально не могут быть установлены на прямой выходной порт прибора из-за своих габаритных размеров (см. примечание). Для таких детекторов необходимо использовать боковой выходной порт. В конфигурации с одним боковым выходным портом используется фиксированное поворотное зеркало.
В конфигурации с одним боковым выходным портом прямой порт закрыт заглушкой.

Два выходных порта
В конфигурации с 2-мя выходными портами в приборе устанавливается автоматизированное выходное зеркало для быстрого переключения портов. Высокая точность позиционирования выходного зеркала (0.03 нм для решетки 1200 штр/мм) позволяет получать воспроизводимые спектры при переключении детекторов во время сканирования.

Примечание

На прямой выходной порт могут устанавливаться детекторы шириной до 70 мм. На боковой порт можно устанавливать детектор с любыми габаритными размерами.

Спектральные щели

Монохроматоры-спектрографы серии MS750 предлагаются с двумя вариантами входной и выходных спектральных щелей:

  • Ручными
  • Автоматизированными

Ручные спектральные щели

ширина раскрытия щели плавно регулируемая
от 0 до 2.0 мм
параллельность ножей ± 1 мкм
точность
(при ширине щели 1 мм)
± 10 мкм
воспроизводимость ± 1.5 мкм
цена деления микровинта 2 мкм
высота щели 10 мм

Управление шириной щели производится вручную с помощью микрометрического винта. Высота щели регулируется с помощью диафрагмы в диапазоне от 0 до 10 мм.

Автоматизированные спектральные щели

ширина раскрытия щели плавно регулируемая
от 0 до 2.0 мм
параллельность ножей ± 1 мкм
точность
(при ширине щели 1 мм)
± 10 мкм
воспроизводимость ± 1 мкм
цена деления микровинта 2 мкм
единый шаг 0.5 мкм
высота щели 10 мм

В автоматизированных спектральных щелях используется шаговый двигатель для управления шириной раскрытия ножей с помощью программы DevCtrl от компьютера. Управление шириной щели также может производиться вручную с помощью микрометрического винта. Для регулировки высоты щели можно использовать специальную диафрагму.

Все спектральные щели имеют стандартные присоединительные фланцы, что позволяет крепить непосредственно к щелям различные оптические аксессуары нашего производства, такие как:

  • адаптер для оптического волокна
  • конденсор F#-matcher
  • фильтровое колесо
  • скоростной затвор
  • детекторы на базе фотодиодов и ФЭУ
  • другие аксессуары

Управление прибором

Монохроматоры-спектрографы серии MS200 - полностью автоматизированные спектральные приборы.
Основой управления приборами является встроенный контроллер команд, поступающих от внешнего управляющего устройства. Кроме того, внутренний контроллер управляет встроенной платой АЦП, которая обрабатывает сигналы с интегральных фотоприемников – ФЭУ, фотодиода и т. п.
Внешнее управление Монохроматорами - спектрографами серии MS200 производится от компьютера.

 

Программа управления DevCtrl
Сервисная программа DevCtrl входит в комплект поставки каждого прибора.
С помощью программы DevCtrl осуществляется управление всеми механизмами и узлами прибора, а также дополнительными аксессуарами.

 

Спектроскопическая программа SpectraSP
Спектроскопическая программа SpectraSP предназначена для совместного управления монохроматорами-спектрографами серии MS200 и системами регистрации на базе интегральных или многоэлементных фотоприемников.

С помощью программы SpectraSP осуществляется:

  • управление узлами и механизмами прибора
  • регистрация оптического излучения с помощью различных детекторов
  • обработка результатов спектральных измерений
  • визуализация полученных результатов в виде графического изображения спектров


Схемы возможных конфигураций прибора

 

Входной порт

 

Выходные порты

Оптическая система

Оптическая схема: Черни-Тернера (модели MS2001i, MS2004i –
с компенсацией астигматизма)
Порты: 1 входной, 2 выходных
Диапазон длин волн: 185 нм - 60 мкм
(определяется используемыми решетками)
Относительное отверстие (по входу): 1/3.6
Фокусное расстояние (выходное): 200 мм
Диапазон сканирования, ограниченный углом разворота решетки: 0 - 1300 нм (для решетки 1200 штр/мм)
Основные зеркала: сферические
Рассеянный свет: 3 х 10-5 (на расстоянии 20 нм
от линии лазера 632.8 нм)
Фокальная плоскость: 26 х 10 мм

Используемая в приборах оптическая схема оптимизирована для:

  • минимизации комы во всем рабочем спектральном диапазоне
  • исключения переотражения света от двух основных зеркал
  • исключения переотражения света между зеркалами прибора и входными окнами детекторов, установленных в фокальной плоскости
  • обеспечения большого плоского фокального поля для всего рабочего спектрального диапазона
  • обеспечения компенсации астигматизма для всего рабочего спектрального диапазона с использованием специальной корректирующей оптики (для imaging модификаций MS2004i и MS2001i)

*Компенсация астигматизма:

Горизонтальное увеличение: 1.18
*Вертикальное увеличение: 1.48
*Остаточный астигматизм: < 40 мкм

* Характеристики приведены для моделей с компенсацией астигматизма: MS2001i, MS2004i

Механизм развертки по спектру

Двигатель: шаговый, с дроблением шага
Механизм: червячный
Единичный шаг: 1.6 угловые секунды
Точностьустановки: ± 1 шаг
Максимальная скорость: 10000 шагов/с

 **Оптические характеристики

Обратная линейная дисперсия: 4.12 нм/мм
Спектральное разрешение:
- ФЭУ: 0.11 нм
- Цифровая камера (12 мкм пиксел): 0.12 нм
Воспроизводимость: ± 0.036 нм
Точность установки длины волны: ± 0.07 нм
Средний шаг сканирования: 0.012 нм

**Характеристики приведены для решетки 1200 штр/мм, ширине щели 15 мкм, длина волны - 546 нм

Решетки

Размер решетки: 40 x 40 x 6 мм
Способ вращения решетки: относительно центра рабочей поверхности решетки
Крепление решеток: 1. Автоматизированная четырехпозиционная турель
(модели MS2004, MS2004i)
2. Держатель решетки сменяемой вручную
(модели MS2001 и MS2001i)
Воспроизводимость позиционирования решетки для автоматизированной четырехпозиционной турели
(модели MS2004, MS2004i):
по длине волны (для решетки 1200 штр/мм): ± 0.03 нм
по вертикальному положению изображения: ± 40 мкм
Воспроизводимость позиционирования решетки для держателя на одну сменяемую вручную решетку 
(модели MS2001, MS2001i):
- по длине волны (для решетки 1200 штр/мм): ± 0.05 нм
- по вертикальному положению изображения: ± 40 мкм

Порты

Количество портов: 1 входной, 1 или  2 выходных
Воспроизводимость выбора выходного порта
(автоматизированное зеркало):
± 0.03 нм
Время смены выходного порта: 5 сек

Спектральные щели

Управление шириной щели: автоматическое (шаговый привод) или вручную (микровинт)
Ширина раскрытия щели: плавно регулируемая от 0 до 2.0 мм
Параллельность ножей: ± 1 мкм
Точность (при ширине щели 1 мм): ± 10 мкм
Воспроизводимость: ± 1 мкм (± 1.5 мкм - ручная щель)
Цена деления микровинта: 2 мкм
Единичный шаг (автоматизированная щель): 0.5 мкм
Высота щели: от 0 до 10 мм – регулируется диафрагмой

Встроенный входной затвор

Пропускание в закрытом состоянии: < 0.001%
Время перекрытия: ~100 мс
Максимальная частота: 1 Гц
Управление: Программно (встроенный контроллер)

Управление


 
Общее управление: от встроенного контроллера
Внешнее управление: от персонального компьютера
Интерфейс связи с компьютером: Ethernet

Габаритные размеры

Габаритные размеры (Д х Ш х В): 300 х 200 х 160 мм
Вес: 9 кг (может незначительно отличаться
в зависимости от комплектации)

Дифракционные решетки

Аксессуары для монохроматоров-спектрографов

Диафрагма для изменения высоты входной щели

Диафрагма для изменения высоты входной щели
Устанавливается на входную щель и предназначена для плавной регулировки высоты входной щели в диапазоне от 0 до 10 мм.

Держатель световода с XY-подвижкой

Держатель световода с XY-подвижкой
Предназначен для подключения световодов (наконечник диаметром 10 мм) как непосредственно на входную щель, так и к входным портам других аксессуаров. Позволяет точно выставлять положение световода относительно входной щели прибора.

Световоды

Световоды
Широкий спектральный диапазон от 180 до 2400 нм числовая апертура (NA) от 0,12 до 0,43 световоды для многоканальной спектроскопии Проконсультируйтесь с нашими специалистами для выбора световода, наиболее подходящего для Ваших применений.

Фильтровое колесо FWS-8

Автоматизированное 8-позиционное фильтровое колесо FWS-8

  • может устанавливаться от 1 до 8 фильтров
  • диаметр фильтров 25.4 мм (1 дюйм), толщина до 6 мм
  • управление – от встроенного контроллера прибора

При использовании фильтров для обрезания высших порядков дифракции можно задавать длины волн переключения фильтров для автоматической установки нужного фильтра во время процесса сканирования спектра. Фильтры устанавливаются на предприятии - изготовителе.

Фильтровое колесо FWS-6

Автоматизированное 6-позиционное фильтровое колесо FWS-6

  • может устанавливаться от 1 до 6 фильтров
  • диаметр фильтров 25.4 мм (1 дюйм), толщина до 6 мм
  • управление – от встроенного контроллера прибора

При использовании фильтров для обрезания высших порядков дифракции можно задавать длины волн переключения фильтров для автоматической установки нужного фильтра во время процесса сканирования спектра. Позволяет пользователю производить замену фильтров вручную.

6-позиционное фильтровое колесо с ручным управлением, модель FWS-6М

6-позиционное фильтровое колесо с ручным управлением, модель FWS-6М

  • может устанавливаться от 1 до 6 фильтров
  • диаметр фильтров 25.4 мм (1 дюйм), толщина до 6 мм

Позволяет пользователю переключать и производить замену фильтров вручную.

Скоростной затвор, модель FS-20

Скоростной затвор, модель FS-20

  • может устанавливаться от 1 до 6 фильтров
  • диаметр фильтров 25.4 мм (1 дюйм), толщина до 6 мм

Предназначен для прерывания светового излучения с частотой до 20 Гц. Устанавливается непосредственно на входную щель. Используется в качестве внешнего затвора для измерения темнового сигнала фотоприемников, а так же для модуляции светового потока.

Скоростной затвор с конденсором изображения, модель FS-20-IC

Скоростной затвор с конденсором изображения, модель FS-20-IC

  • может устанавливаться от 1 до 6 фильтров
  • диаметр фильтров 25.4 мм (1 дюйм), толщина до 6 мм

Предназначен для прерывания светового излучения с частотой до 20 Гц. В составе затвора используется зеркальный конденсор с асферическими зеркалами, что позволяет использовать FS-20-IC в широком спектральном диапазоне. Световое излучение заводится на вход FS-20-IC с помощью световода или конденсора. Затвор устанавливается непосредственно на входную щель и опционально комплектуется фильтровым колесом (автоматизированным или с ручным управлением). Используется в многоканальной спектроскопии в качестве внешнего затвора при одновременной регистрации нескольких спектров с помощь цифровой камеры.

Конденсор F-Matcher

Конденсор F-Matcher
Линзовый конденсор для ввода излучения от источника света или световода в спектральный прибор, при этом конденсор согласует фокальные числа световода и прибора. Может устанавливаться как на входную, так и на выходную щели. Конденсор опционально комплектуется фильтровым колесом (автоматизированным или с ручным управлением) или кассетой для установки сменных фильтров вручную.

Одноэлементные детекторы

Одноэлементные детекторы
Широкий выбор охлаждаемых (с помощью элементов Пельтье или криогенных в сосудах Дюара) детекторов – Si, Ge, InGaAs, InAs, PbS, PbSe, MCT.

Для детекторов с малой приёмной площадкой
используется специальный адаптер с тороидальным зеркалом для точной фокусировки выходного излучения. Также доступно исполнение с линзовой оптикой - качество изображения лучше, спектрпльный диапазон меньше.

Плата АЦП

Плата АЦП
Встраиваемая внутрь приборов плата АЦП (16 бит) для приёма электрических сигналов с одноэлементных фотоприёмников. Имеет два входа для подключения двух детекторов одновременно. Диапазон входных напряжений – 0...(+2) В, скорость выборки 100 кГц.