多通道光譜測試係統方案
多通道光譜測試係統從功能上劃分為照明模塊、光纖多通道光譜采集模塊、多通道成像光譜儀、控(kong)製(zhi)存(cun)儲(chu)模(mo)塊(kuai),總(zong)體(ti)結(jie)構(gou)如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi),其(qi)中(zhong)的(de)控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)包(bao)含(han)光(guang)譜(pu)相(xiang)機(ji)模(mo)塊(kuai)和(he)光(guang)源(yuan)控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)。其(qi)光(guang)譜(pu)相(xiang)機(ji)是(shi)將(jiang)分(fen)光(guang)元(yuan)件(jian)與(yu)麵(mian)陣(zhen)列(lie)相(xiang)機(ji)完(wan)美(mei)結(jie)合(he),可(ke)同(tong)時(shi)、快速獲取光譜和影像信息;可應用與於多領域的科學研究及工業自動化檢測。光源模塊采用高勻化處理的麵陣列結構來滿足係統需求。
係統針對特定的樣品進行信息獲取和分析,借助自主開發的采集分析軟件輸出高穩定性、高精準性的結果,實現圖譜一體化,是一種理想的透射測試方案。

圖1 多通道光譜測試係統-透射式
方案:膜層透過率光譜測試係統- 多通道光纖采集係統:
目前結合成像光譜儀有10、25、30 與40 通道可選,根據本方案測試需求配置40 通道光纖束,光纖芯徑105μm, 長度0.5 米。

基本工作原理:入射狹縫(Entrance Slit)位於準直係統的前焦麵上,樣品(Target)的入射光經準直光學係統準直後,進過棱鏡- 光柵- 棱leng鏡jing色se散san後hou有you成cheng像xiang係xi統tong將jiang光guang能neng按an波bo長chang順shun序xu成cheng像xiang在zai探tan測ce器qi的de不bu同tong位wei置zhi上shang。然ran後hou在zai垂chui直zhi於yu狹xia縫feng方fang向xiang使shi被bei測ce物wu與yu狹xia縫feng實shi現xian一yi維wei相xiang對dui運yun動dong,得de到dao被bei測ce物wu的de二er維wei空kong間jian信xin息xi與yu光guang譜pu信xin息xi,得de到dao高gao光guang譜pu數shu據ju立li方fang體ti,而er結jie合he多duo通tong道dao光guang纖xian束shu則ze無wu需xu機ji械xie掃sao描miao運yun動dong結jie構gou,方fang可ke實shi現xian對dui多duo點dian目mu標biao光guang譜pu的de實shi時shi監jian測ce。

圖4 成像光譜儀原理圖

圖5 設備實體
表 1:成像光譜儀參數配置:
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序號 |
技術指標 |
備注 |
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1 |
Image-λ-V10E-HR |
多通道高光譜相機 |
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2 |
光譜分辨率 |
<2nm |
@18μm slit |
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3 |
光譜通道 |
40 Bands |
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4 |
相機像素 |
1936*1456 |
53fps@1440通道,160fps@(176通道) |
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5 |
像元尺寸 |
4.54μm*4.54μm |
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6 |
光譜儀狹縫寬度 |
18μm |
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7 |
相機通訊方式 |
USB3.0 |
必須連接計算機的USB3.0端口 |
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8 |
相機供電 |
DC5V/3A |
切勿使用非標電源 |
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9 |
相機尺寸 |
36cmx10cmx11cm |
含光纖融合結構 |
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10 |
光纖長度 |
36cm/根 |
光纖不可拆卸、勿折疊 |
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11 |
光纖數量 |
40根 |
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表 2:光源技術指標:
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序號 |
名稱 |
技術指標 |
|
1 |
內徑尺寸 |
20cm |
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2 |
輸出電壓 |
DC12V |
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3 |
總功率 |
160W(可擴展到Max280W) |
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4 |
輸入電壓 |
AC220V-240V |
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5 |
光強(工作距離25~42cm時) |
10mw~22mw |
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6 |
亮度調節 |
0-100%不可調 |
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7 |
光譜範圍 |
全波段(鹵素燈珠350nm~2500nm) |
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8 |
有效光距 |
40cm-42cm |
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9 |
有效光徑 |
10cm*10cm~12cm*12cm 標準10cm*10cm |
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10 |
均勻度 |
大於95%@(標準10cm*10cm) |
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11 |
區域大小 |
15cm*15cm(MAX) |
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12 |
標準偏差 |
0.25-0.96 |
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13 |
平均值 |
10.79mw-22.35mw |
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14 |
相對標準偏差 |
2.3%-4.3% |

圖6 探頭分布

圖7 軟件界麵
應用案例:
對不同厚度的薄膜樣品進行透射光譜采集,通過透射率分析其在不同波長下的表現,為生產、質檢、材料等環節提供技術支持。
軟件功能:
● 多種相機Binning設置
圖 不同厚度的薄膜透射譜
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