Монохроматор с компенсацией астигматизма MS350

Монохроматор спектрограф с компенсацией астигматизма серии MS350

  • Оптическая схема Черни-Тернера
  • Спектральный диапазон 185 нм - 60 мкм
  • Большое плоское фокальное поле (28х10 мм)
  • Фокусное расстояние 350 мм
  • Относительное отверстие 1/3.8
  • Полностью автоматизированный

Производитель SOL instruments

Описание

Монохроматор спектрограф серии MS350 – универсальный спектральный прибор, который может быть использован в качестве монохроматора или спектрографа с большим плоским фокальным полем. Это полностью автоматизированный прибор с фокусным расстоянием 350 мм и относительным отверстием 1/3.8.

Высококачественная оптика и большой выбор дифракционных решеток обеспечивают работу монохроматоров спектрографов серии MS350 в широком спектральном диапазоне от 185 нм до 60 мкм с высоким или средним спектральным разрешением в зависимости от выбранной решетки.

Особенности

Монохроматор  серии MS350 построен по асимметричной схеме Черни-Тернера, что позволяет минимизировать аберрации и исключить переотражения спектров от дифракционной решетки и зеркал.
В моделях MS3501i и MS3504i благодаря применению специальной оптики скорректирован астигматизм, что позволяет использовать эти приборы в многоканальной спектроскопии.

Автоматизированная турель для установки четырёх дифракционных решеток (модели MS3504 и MS3504i) обеспечивает быстрое переключение дифракционных решеток с высокой воспроизводимостью как длины волны, так и вертикального положения изображения. Оптическая схема монохроматора-спектрографа MS3504
В моделях MS3501 и MS3501i используется однопозиционный держатель, который позволяет легко сменять решетки вручную. Большой выбор сменных решёток позволяет получить наилучшее сочетание высокой энергетической эффективности и максимального спектрального разрешения для различных областей спектра. Оптическая схема монохроматора-спектрографа MS3501

Монохроматоры спектрографы серии MS350 имеют один входной и два выходных порта. Выбор выходного порта осуществляется с помощью поворотного зеркала. На каждый из выходных портов могут быть установлены либо выходные спектральные щели, либо многоканальные детекторы.

Монохроматоры серии MS350 предлагаются с двумя вариантами входной и выходных спектральных щелей: ручные, с управлением с помощью микрометрического винта, и автоматизированные (комбинированные), позволяющие управлять шириной раскрытия ножей в автоматизированном режиме или вручную (вращением микрометрического винта).

Мы также предлагаем большой выбор дополнительных аксессуаров для монохроматоров серии MS350: восьми и шестипозиционное фильтровое колесо, скоростные затворы с возможностью заведения излучения напрямую и через световод, оптические световоды с адаптерами, входные и выходные конденсоры, интегральные и многоэлементные детекторы и другие аксессуары.

Отличные технические характеристики, большое количество предлагаемых конфигураций и аксессуаров делают монохроматоры-спектрографы серии MS350 наиболее универсальными и популярными среди всех наших спектральных приборов.

Модели монохроматоров спектрографов серии MS350

 Модель: MS3501 MS3501i MS3504 MS3504i
Дифракционный узел: Однопозиционный
держатель для сменяемых вручную решёток
Однопозиционный
держатель для сменяемых вручную решёток
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 MS3501 и MS3504) используется плоское входное зеркало, а в приборах с компенсацией астигматизма (модификации MS3501i и MS3504i) - цилиндрическое.

Как и во всех спектральных приборах, построенных по схеме Черни-Тернера, в монохроматорах спектрографах серии MS350 ось вращения дифракционной решётки проходит через центр рабочей поверхности решётки и совпадает с направлением штрихов. Это обеспечивает постоянство геометрии пучков для формирования плоского и фиксированного фокального поля. Качество изображения во всем плоском фокальном поле оптимизировано за счет использования ассимметричной схемы, а применение фокусирующего (камерного) зеркала большого размера 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.
В моделях MS3504 и MS3404i ось турели расположена перпендикулярно оси сканирования по спектру, что обеспечивает высокую воспроизводимость установки заданной длины волны при смене решёток.

Конфигурация прибора

Монохроматоры спектрографы серии MS350 – универсальные спектральные приборы, имеющие большое количество конфигураций для обеспечения большинства спектроскопических применений. Мы предлагаем несколько вариантов исполнения приборов, широкий выбор дифракционных решеток, большое количество аксессуаров и два варианта программного обеспечения. Для построения спектроскопической системы, настроенной для решения Ваших уникальных задач, необходимо выбрать нужную конфигурацию прибора.

Вы можете сами выбрать нужную конфигурацию монохроматора спектрографа серии MS350, используя приведенную ниже информацию, либо проконсультироваться с нашими специалистами.

Выбор конфигурации включает:

  • выбор варианта исполнения корпуса
  • выбор варианта исполнения узла дифракционных решёток
  • выбор количества и параметров дифракционных решёток
  • выбор количества выходных портов
  • выбор количества и типа спектральных щелей
  • выбор аксессуаров
  • выбор варианта программного обеспечения

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.

Узел дифракционных решеток

Монохроматоры-спектрографы серии MS350 предлагаются в двух вариантах крепления решёток:

Автоматизированная турель (модификации MS3504 и MS3504i).
В турель могут устанавливаться до 4-х решеток. Использование автоматизированной турели обеспечивает быструю смену решеток из управляющей программы. Ось турели расположена перпендикулярно оси сканирования по спектру, что обеспечивает высокую воспроизводимость установки заданной длины волны при смене решёток.

Держатель на одну решетку (модификации MS3501 и MS3501i).
Позволяет легко сменять решетки вручную. Решётка позиционируется в держателе с высокой точностью и замена решёток производится без дополнительной подстройки прибора.

Входной порт и входная щель

Все Монохроматоры-спектрографы серии MS350 имеют один входной порт, на который устанавливается входная спектральная щель.

Два варианта щелей:

  • С ручным управлением
  • Автоматизированные
 

Все спектральные щели имеют стандартные присоединительные фланцы, что позволяет крепить непосредственно к входной щели различные оптические аксессуары нашего производства: адаптер для оптического волокна, конденсор F#-matcher, фильтровое колесо, скоростные затворы и другие.

Встроенный затвор

В каждом Монохроматоре-спектрографе серии MS350 установлен встроенный затвор. Он применяется для измерения фонового сигнала или темнового сигнала фотоприёмников, а так же для защиты детекторов от повреждения излучением высокой интенсивности - затвор автоматически закрывается при смене решетки, фильтров, 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 MS350 имеют два выходных порта - прямой и боковой. Выбор выходного порта осуществляется с помощью поворотного зеркала. На каждый из выходных портов могут быть установлены либо выходные спектральные щели, либо адаптеры для многоканальных детекторов.

Монохроматоры-спектрографы серии MS350 могут поставляться в следующей конфигурации выходных портов:

  • Один прямой выходной порт
  • Один боковой выходной порт
  • Два выходных порта

Один прямой выходной порт
Такая конфигурация обычно применяется в случае использования только одного детектора. Детектор устанавливается на прямой выходной порт и поворотное зеркало, вносящее небольшие потери за счёт дополнительной отражающей поверхности, не используется. 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. Для таких детекторов необходимо использоваться боковой выходной порт. Для конфигурации с одним боковым выходным портом используется фиксированное выходное поворотное зеркало.
В конфигурации с одним боковым выходным портом прямой порт закрыт заглушкой.

Два выходных порта
При необходимости использования обоих выходных портов в приборе устанавливается автоматизированное выходное зеркало для быстрого переключения портов. Высокая точность позиционирования выходного зеркала (лучше 0.03 нм для решётки 1200 штр/мм) позволяет получать воспроизводимые спектры при переключении детекторов во время сканирования.

Спектральные щели

Монохроматоры-спектрографы серии MS350 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 в автоматизированном режиме от ПК либо пульта управления. Управление шириной щели также может производиться вручную с помощью микрометрического винта. Высота щели регулируется с помощью диафрагмы в диапазоне от 0 до 10 мм.

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 и другие.

Управление прибором

Монохроматоры-спектрографы серии MS350 - полностью автоматизированные спектральные приборы.
Основой управления приборами является встроенный контроллер, который осуществляет постоянный контроль правильности выполнения команд управления механизмами прибора, поступающих от внешнего управляющего устройства. Кроме того, внутренний контроллер управляет встроенной платой АЦП, которая обрабатывает сигналы с интегральных фотоприёмников – ФЭУ, фотодиода и т. п.
Внешнее управление Монохроматорами - спектрографами серии MS350 может производиться либо от компьютера, либо от ручного пульта.

 

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. Эта программа также обеспечивает доступ к системным параметрам и настроечным коэффициентам прибора.

 

Спектроскопическая программа SpectraSP
Спектроскопическая программа SpectraSP предназначена для совместного управления Монохроматорами-спектрографами серии MS520 и системами регистрации на базе интегральных или многоэлементных фотоприемников. С помощью программы SpectraSP осуществляется одновременное управление прибором и регистрация оптического излучения с помощью различных детекторов с последующей обработкой результатов спектральных измерений и их визуализации на экране в виде графического изображения спектров.




Схемы возможных конфигураций прибора

 

Входной порт

 

Выходные порты

Обзор монохроматоров-спектрографов 

Технические характеристики

Используемая в приборах оптическая схема оптимизирована для:

  • минимизации комы во всём 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 MS3504i и MS3501i)

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Оптическая схема: Черни-Тернер (модели MS3501i, MS3504i - с компенсацией астигматизма)
Порты:  1 входной, 2 выходных
Диапазон длин волн: 185 нм - 60 мкм (определяется используемыми решетками)
Относительное отверстие (по входу): 1/3,8
Фокусное расстояние (выходное): 350 мм
Диапазон сканирования, ограниченный углом разворота решетки: 0-1280 нм (для решетки 1200 штр/мм)
Основные зеркала: сферические
Рассеянный свет: 1 x 10-5 (на расстоянии 20 нм от линии лазера 632,8 нм)
Фокальная плоскость: 28 x 10 мм
*КОМПЕНСАЦИЯ АСТИГМАТИЗМА
Горизонтальное увеличение: 1,09
*Вертикальное увеличение: 1,49 
*Остаточный астигматизм: < 35 мкм
МЕХАНИЗМ РАЗВЕРТКИ ПО СПЕКТРУ
Двигатель: шаговый, с дроблением шага 
Механизм: червячный 
Единичный шаг: 1,62 угловые секунды
Точность установки: ± 1 шаг
Макс. скорость: 10000 шагов/с
ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (для решетки 1200 штр/мм, ширине щели 15 мкм, длина волны - 546 нм)
Обратная линейная дисперсия:  2,37 нм/мм 
Спектральное разрешение:
 - ФЕУ: 0,06 нм
 - Цифровая камера (12 мкм пиксел): 0,07 нм
Воспроизводимость:  ± 0,03 нм
Точность установки длины волны: ± 0,06 нм 
Средний шаг сканирования: 0,01 нм
РЕШЕТКИ
Размер решетки: 70 x 70 x 10 мм
Способ вращения решетки: относительно центра нарезного участка решетки
Крепление решеток: 1. Автоматизированная четырёхпозиционная турель (модели MS3504, MS3504i)
2. Держатель на одну сменяемую вручную решетку (модели MS3501 и MS3501i)
Воспроизводимость позиционирования решетки для автоматизированной четырёхпозиционной турели
(модели MS3504, MS3504i):
- по длине волны: ± 0.03 нм
- по вертикальному положению изображения: ± 50 мкм
Воспроизводимость позиционирования решетки для держателя на одну сменяемую вручную решетку
(модели MS3501, MS3501i):
- по длине волны: ± 0.05 нм
- по вертикальному положению изображения: ± 75 мкм
ПОРТЫ
Количество портов: 1 входной, 2 выходных
Воспроизводимость выбора выходного порта (автоматизированное зеркало): ± 0.03 нм
Время смены выходного порта: 4 сек
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЩЕЛИ
Управление шириной щели: автоматическое (шаговый привод) либо 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 ЗАТВОР
Пропускание в закрытом состоянии: < 0.001%
Время перекрытия: ~ 100 мс
Максимальная частота: 1 Гц
Управление: Программно от встроенного контроллера прибора или
TTL-сигналами от внешнего устройства
УПРАВЛЕНИЕ
Общее управление: от встроенного контроллера
Внешнее управление: от персонального компьютера
Интерфейс связи с компьютером: Ethernet
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
Габаритные размеры (ДхШхВ): 510х395х200 мм
Вес: 19 кг (может незначительно отличаться в зависимости от комплектации)

* Характеристики приведены для моделей с компенсацией астигматизма: MS3501i, MS3504i

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.