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光谱仪系列
光纤适配器
BFC-447 谱仪-光纤连接器
BFC-447 用于将光纤跟 Omni-λ 光谱仪进行输入、输出耦合,可对光纤或光纤束进行平面 XY 的二维调整,并可调整光纤至光
谱仪狭缝的距离。
BFC系列光纤适配器
BFC 系列光纤适配器主要在将 FLG 系列光纤与卓立汉光的 “谱王”、“影像谱王” 系列光谱仪等产品连接时使用,尽可能充分考
虑到耦合效率和使用的方便性,有多款可供选择,同时我们也可以根据客户的特别需求进行定制。
BFC-446 谱仪-光纤连接器
BFC-446 适用于 Φ16mm 圆柱型的光纤或光纤束,内部集成耦合透镜,将光纤输出光耦合会聚到光谱仪狭缝口。
BFC-446 适配与 Omni-λ 光谱仪的手动狭缝 ;BFC-446-MS 适配与 Omni-λ 光谱仪的自动狭缝
型号 适配光纤类型 适配光谱仪狭缝类型
BFC-446 接口为Φ16mm圆柱形光纤或者光纤束,内置会聚光路 Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-446-MS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-447 接口为Φ10mm圆柱形、Φ13mm圆柱形、SMA905接口、
FC接口的光纤或者光纤束
Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-447-MS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-447-D10 接口为Φ10mm圆柱形光纤或者光纤束 Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-447-D10MS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-447-D13 接口为Φ13mm圆柱形光纤或者光纤束 Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-447-D13MS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-447-SMA 接口为SMA905接口的光纤或者光纤束 Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-447-SMAMS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-447-FC 接口为FC接口的光纤或者光纤束 Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-447-FCMS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-448 接口为Φ12mm圆柱形光纤或者光纤束,内置会聚光路,可
安装半英寸衰减片
Omni-λ光谱仪的手动狭缝
BFC-448-MS Omni-λ光谱仪的自动狭缝
BFC-446外形尺寸图 BFC-446- MS外形尺寸图
BFC-447外形尺寸图 BFC-447-MS外形尺寸图
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快门
型号 规格描述
Omni-ShutterD 电磁螺管快门(适用于Omni-λ200i系列光谱仪的侧入狭缝)
Omni-ShutterE 电磁螺管快门(适用于Omni-λ300i系列光谱仪的侧入口、侧出、直出狭缝口)
Omni-ShutterF 电磁螺管快门(适用于Omni-λ300i/500i/750i系列光谱仪的侧入狭缝)
Omni-Shutter300s 电磁螺管快门(适用于只有侧入的Omni-λ300S系列光谱仪,如配有直入口,则2个狭缝入口都无法安装)
Omni-Shutter92 快门(适用于Omni-λ200i/300i/500i/750i系列光谱仪的侧入狭缝,以及Omni-λ300s侧入和直入狭缝)
注1:如果要使用CCD来触发快门来查看影像信息,请选择Omni-Shutter92。
注2:同一台光谱仪中,最多可以安装2个快门,但Omni-ShutterD/E/F/300S与Omni-Shutter92不可同时安装在同一台光谱仪中。
注3:快门在出厂之前安装在光谱仪中,出厂之后无法升级安装。
CCD接口法兰
Omni-λ系列光谱仪接各类CCD,需要根据光谱仪与CCD的规格来选择CCD接口法兰。
型号 规格描述
OMF-200i-A10
CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ200i系列光谱仪侧出口
注:该法兰已经包含在有CCD出口的Omni-λ200i光谱仪中。
OMF-ANDOR-A13i CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ300i系列光谱仪,用于光谱测量
OMF-ANDOR-A13iA CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ300i系列光谱仪,用于影像测量
OMF-300S-OD10 CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ300s系列光谱仪的直出和侧出CCD接口
OMF-ANDOR-A10i CCD接口法兰盘适用于Omni-λ500i/750i系列光谱仪
OMF-IXON-A3i CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ300i系列光谱仪,CCD为C-mount接口
OMF-300S-C CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ300s系列光谱仪的侧出CCD接口,CCD为C-mount接口
OMF-IXON CCD接口法兰盘
适用于Omni-λ500i/750i系列光谱仪,CCD为C-mount接口
OMF-ANDOR-A13i、OMF-ANDOR-A13iA、OMF-ANDOR-A10i、
OMF-200i-A10接口尺寸图
OMF-IXON、OMF-IXON-A3i接口尺寸图
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光谱仪系列
基础光电通用扫描软件,是为控制本公司的系列光谱仪及 CCD、数据采集器等而开发的,软件使用方便,功能强大。
基础光电通用扫描软件
1、简洁的操作界面
通用扫描软件的操作界面简洁方便,对光谱仪的操作使用图像化操
作,使用者更容易操作,使光谱采集更简单。
2、强大的功能
通用扫描软件可以控制卓立汉光开发的 omni –λ 系列光谱仪,以及 DField 系列 CCD,及 DCS300PA、DCS210PC、锁相、功
率计等数据采集器。可以对光谱仪进行光栅、出入口、滤光片轮、快门等控制操作,让使用者可以方便根据试验条件设置各种参
数达到最佳信号采集参数。
3、影像功能
通过通用扫描软件的 CCD 影像功能,操作者可以观察测试光谱信号的影像分布状态 ;通过光谱仪的光栅零级,操作者可以观
察测试光谱仪的零级影像。
4、FVB与Multi模式
FVB 模式,是将 CCD 的纵像元合并当着一个像元使用,可以极高地提升信号采集能力。
Multi 模式,只利用 CCD 某一行或者某几行像元,而不利用没有信号分布的其他行像元,可以极大地提升微弱信号的信噪比,
降低无信号分布的像元本底噪声的干扰。
5、数据处理功能
通用扫描软件自带有基础的光谱数据处理功能,使操作者可以方便地对光谱数据进行基础处理,如标峰功能、光谱数学运算、
背景拟合、归一化、曲线平滑、杂线滤除等。
软件特点与功能
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高性能光谱CCD相机
53 CCD基础知识
55 DField制冷型CCD
56 InGaAs线阵探测器
CCD相机
02
CCD相机
010-56370168 www.zolix.com.cn 53
CCD,是英文 Charge Coupled Device 即电荷耦合器件的缩写,它是在
MOS 晶体管电荷存储器的基础上发展起来的,最突出的特点是以电荷作为信号,
而不是以电流或电压作为信号的。
在 P 型或 N 型硅单晶的衬底上生长一层厚度约为 120~150nm 的 SiO2 层,
然后按一定次序沉积 m 行 n 列个金属电极或多晶硅电极作为栅极,栅极间隙约
2.5µm,于是每个电极与其下方的 SiO2 和半导体间构成了一个 MOS 结构,这
种结构再加上输入、输出结构就构成了 m×n 位 CCD(m > 1,n ≥ 1);当 n=1 时,
CCD 器件被称为线阵 CCD ;当 n > 1 时,则为面阵 CCD。
CCD 按受光方式可分为前感光和背感光两种。前感光 CCD 由于正面布置
着很多电极,光经电极反射和散射,不仅使得响应度大大降低(量子效率通常
低于 50%),也因为多次反射产品的干涉效应使光谱响应曲线出现马鞍形的起
伏 ;背感光 CCD 由于避免了上述问题,因而响应度大大提高,量子效率可达到
80% 以上。(如图示)
CCD的重要性能参数:
量子效率
量子效率是表征 CCD 芯片对不同波长的光信号的光电转换本领的高低,是
CCD 的一个重要参数。
动态范围
一般定义动态范围是满阱容量与噪声的比值。增大动态范围的途径是降低
暗电流和噪声,如采用制冷型 CCD,或选择量子效率更高、像素尺寸更大的
CCD。
CCD基础知识
噪声
CCD的噪声包含信号噪声、读出噪声和热噪声。
■ 信号噪声是指信号的随机噪声。
■ 读出噪声是电荷转移时产生的噪声,它发生在每次电荷转移过程中,因此与
读取的速度有关,读取速度越快,读出噪声也越高。
■ 热噪声是温度引起的噪声,温度越低,热噪声越小。
分辨率
面阵 CCD 的分辨率一般是指空间分辨率,它主要取决于 CCD 芯片的像元
数和像素大小。
当 CCD 与光谱仪配合使用来进行光谱摄制时,其光谱分辨率则与光谱仪
的光学色散能力以及 CCD 芯片的像素大小都有关系。
线性度
线性度是表征 CCD 芯片中的不同像元对同一波长的输入信号,其输出信
号强度与输入信号强度成比例变化的一致性。
读出速度(帧数)
读出速度是用来表征单位时间内处理数据速度的快慢的参数。读出速度越
快,单位时间内获得的信息越多;但同时要注意,读出速度越快,读出噪声越高。
制冷方式
CCD 的制冷方式主要有半导体(TE)制冷和液氮制冷。
54 010-56370168 www.zolix.com.cn
卓立汉光可提供多种不同种类芯片的高性能制冷型CCD和
InGaAs PDA,适用于广阔的光谱测量应用领域,给用户提供最
为多样的产品选择性。
■ 永久真空、深度制冷(-60℃@25℃环境温度);
■ 峰值量子效率最高可达95%@780 nm;
■ 更宽的单次摄谱范围(30mm 宽像面尺寸)
■ 高分辨率;
■ 低暗电流深耗尽的暗电流,比背感光深耗尽低10倍;
■ 单片窗口设计,提升透光度;
■ USB 2.0接口
高性能光谱 CCD 相机
主要技术规格参数
型号/参数 DField-VS-A2
光谱范围(nm,典型) 200-1100
有效像素(W x H) 2000 * 256
像素尺寸(W x H)(µm) 15*15
像面尺寸(mm) 30 * 3.8
最小曝光时间 -
峰值量子效率 95%
最大制冷温度(℃) -60@ 25℃环境温度
寄存器最大容量(e, 典型值) 300,000 e最大光谱采样率(spectra/s) 88(Fulll Vertical Bin @ VSS 16 µm)
读出噪声(e, 典型值) 3 e暗电流 0.1 e-/pixel/s@-60℃
A/D转换 16bits
计算机接口 USB2.0
iVandor.com Page 4 of 8
Dark CurrenQuantum Efficiency Curves •8
20°C
Example of Custom Setup
PC SDK CD
iVac CCD
Echelle Spectrograph
Power Supply
USB 2.0
Laser Raman
Probe
Fiber
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Quantum efficiency (%)
Wavelength (nm)
FI
LDC-DD
-60 -50 Raman SpectroscopyVIS / NIR LuminescenSpectroscopy
Electroluminescence ApplicationsiVac High Performance
OEM Spectroscopy CCD
Product Drawings
Dimensions in mm [inches]
NOTE:TomountthiscameratoanAndorShamrockspectrograph,52.0 [2.05]
90.0 [3.54]
10.0 ±0.4 [0.39 ±0.016]
Width 2.0 [0.08] Depth 1.4 [0.05]
O Ring Groove ID Ø54.5 [2.14]
Center of CCD
4 off Mounting Holes
Ø4 [0.16] thru
35.0 [1.39]
45.5 [1.79]
10.0 [0.39]
100.0 [3.94]
Focal Plane
of Detector
85.31 [3.35]
[4.74] 120.5
78.9 [3.10]
Rear connector panel
n = position of pixel 1,1
n
Ext Trig
USB Type A
SMA
Power
SMA
Fire Shutter
SMA
94.0 [3.7]
27
1/4 x 20 UNC x 10.0 [0.37] deep
.0 [1.08] 9.0 [0.35]
Mounting hole location
Third-angle projection
iVac 316
iVac 324
n
Rear connector panel
曲线图
CCD外形图
DField 制冷型 CCD
主要特点
CCD相机
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主要技术规格 曲线图
CCD外形图
单位:mm
型号/参数 DField-VS-A4
光谱范围(nm,典型) 200-1100
有效像元(W×H) 2048×264
像元尺寸(W×H) 15×15µm
像面尺寸(W×H) 30.7×3.96mm
读出噪声@500KHz <8e-;
<5e-(典型值)
峰值量子效率 95%@800nm
满阱容量 >90ke暗电流 <0.1 e-/pixel/s
电源 <50W,12V DC
最大积分时间 60分钟
触发方式 内触发,外触发,TTL电平
通讯接口 USB2.0
工作温度 -20℃~55℃
存储温度 -40℃~70℃
A/D转换 16bits
DField 制冷型 CCD
■ 深度制冷(-60℃@25℃环境温度)
■ 峰值量子效率最高可达95%@800nm
■ 更宽的单次摄谱范围(30.7mm款像面尺寸)
■ 高分辨率,像元尺寸为15μm
■ 低暗电流与读出噪声
主要特点
56 010-56370168 www.zolix.com.cn
型号 DField-NIR-D1 DField-NIR-D3 DField-NIR-D7
响应范围 0.85µm~1.45µm 0.9µm~1.7µm 0.9µm~2.2µm
像素尺寸 25µm×500µm 25µm×250µm
探测面尺寸 12.8mm×0.5mm 12.8mm×0.25mm
探测器动态范围 高动态范围 14000
高灵敏度 7000
有效像素数 512
A/D分辨率 16 bit
积分时间 1ms 至 120s 1ms 至 1s
制冷 -20℃@25℃常温 -10℃@25℃常温 -20℃@25℃常温
触发模式 2种(软件触发,外部触发)
输入/输出口 1个触发输入口,1个快门控制输出口
通讯口 USB2.0
供电方式 12VDC
尺寸 99mm × 119mm × 78mm
重量 1Kg
主要技术规格
光谱响应曲线图 安装尺寸图
单位:mm
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0
0.5
1.0
1.5
Wavelength (µm)
Photosensitivity (A/W)
(Typ.)
Tchip=25 °C
Tchip=-10 °C
Tchip=-20 °C
DField-NIR-D3
DField-NIR-D1
DField-NIR-D7
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北京卓立汉光仪器有限公司 TEL:010 56370168
型号 DField-NIR-D1 DField-NIR-D3 DField-NIR-D5 DField-NIR-D7 DField-NIR-D9
响应范围 0.85μm ~ 1.45μm 0.9μm ~ 1.7μm 0.9μm ~ 1.9μm 0.9μm ~ 2.2μm 0.9μm ~ 2.5μm
像素尺寸 25μm×500μm 25μm×250μm
探测面尺寸 12.8mm×0.5mm 12.8mm×0.25mm
探测器动
态范围
高动态范围 14000 12000
高灵敏度 7000 7000
有效像素数 512
A/D 分辨率 16 bit
积分时间 1ms 至 120s 1ms 至 1s 1ms 至 200ms
制冷 -20℃ @25℃常温 一阶制冷 / 常温 -10℃ -20℃ @25℃常温
触发模式 2 种(软件触发,外部触发)
输入 / 输出口 1 个触发输入口,1 个快门控制输出口
通讯口 USB2.0
供电方式 12VDC
尺寸 99mm × 119mm × 78mm
重量 1Kg
主要技术规格
光谱响应曲线图 安装尺寸图
单位:mm 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0
0.5
1.0
1.5
Wavelength (µm)
Photosensitivity (A/W)
(Typ.)
Tchip=25 °C
Tchip=-10 °C
Tchip=-20 °C
DField-NIR-D3
DField-NIR-D1
DField-NIR-D7
InGaAs 线阵探测器
DField
DField-NIR 系列 InGaAs 线阵探测器具有高动态范围、低噪声、
波长覆盖范围广等特点,可应用空间广阔。其波长覆盖检测范围
可达 850nm~2200nm。
■ 动态范围大,增益高
增益依不同型号可选择设置
2档(或4档);
■ 零偏置,暗电流小,噪声低;
■ 光谱响应范围宽
波长覆盖检测范围可达
850nm~2200nm;
■ 带有TE制冷,温度可低
至-20℃(使用环境25℃),有效
降低暗电流,提高稳定性;
■ 标准USB通讯接口;
■ 供电简单,一路电源适配器;
■ 一个Shutter控制输出口,一个
同步触发输入口,方便与外部
设备同步使用。
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InGaAs 线阵探测器
■ 动态范围大,增益高增益依不同型号可选择设置2档(或4档);
■ 零偏置,暗电流小,噪声低;
■ 光谱响应范围宽波长覆盖检测范围可达850nm~2200nm;
主要特点
■ 带有TE制冷,温度可低至-20℃(使用环25℃),有效
降低暗电流,提高稳定性;
■ 标准USB通讯接口;
■ 供电简单,一路电源适配器;
■ 一个Shutter控制输出口,一个同步触发输入口,方便
与外部设备同步使用。
DField-NIR系列InGaAs线阵探测器具有高动态范围、
低噪声、波长覆盖范围广等特点,可应用空间广阔。
其波长覆盖检测范围可达850nm~2200nm。
DField
瞬态探测器
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58 IsCMOS像增强型相机
60 ICCD像增强型高分辨率相机
62 IIM系列高速相机专用镜头耦合像增强模块
65 可见光分幅相机
67 可见光分幅相机(双曝光)
69 T-lab系列通用条纹相机
72 超快时间分辨光谱测试系统
瞬态探测器
03
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瞬态探测器
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60 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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62 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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64 010-56370168 www.zolix.com.cn
www.dualix.com.cn
瞬态探测器
010-56370168 www.zolix.com.cn 65 北京卓立汉光仪器有限公司
可见光分幅相机
● 通道数:2,4 或8通道
● 空间分辨率: >30lp/mm
● 光谱响应范围: 350-850nm
● 门控宽度:3ns—DC
● 门控及延迟调节精度:1ns
● 延时调节范围:0-10s
● 触发固有延迟:<120ns
● 增强器阴极尺寸:18mm
● 增强器最大增益: 1*104
● 读出面阵: 2048*2048 sCMOS
● A/D位:16bit
● 一体化数据采集软件
分幅相机是采用分光系统及快光电子技术,整合2台,4台或8台像增强型门控相机于一体,实现高速分幅拍摄的一种
超高速相机。主要用于观测高速物理现象(例如 燃烧反应、放电、爆炸等)。对于分幅相机而言,其实现超高速曝光的
核心成像器件是像增强型门控相机,依靠分光系统对光信号进行分配 ,传输到各个相机单元上,并且采用快光电子控制
技术对多台相机的拍摄时序和曝光时间进行良好的控制与整合,从而实现高速拍摄。一次得到的两幅,四幅或八幅图像
间隔最小可以到1ns, 从而达到近乎10亿帧的帧速。
6.5um*6.5um 像素
13.3*13.3mm
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瞬态探测器
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68 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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70 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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72 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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瞬态探测器
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76 010-56370168 www.zolix.com.cn
瞬态探测器
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单点探测器系列
79 单点探测器基础知识
81 单点探测器(单通道探测器)
82 光电倍增管(PMT)
85 硅光电探测器(Si)
86 铟镓砷探测器(InGaAs)
87 TE制冷型铟镓砷探测器(InGaAs)
88 硫化铅探测器(PbS)
89 砷化铟探测器(InAs)
90 DPE12 系列热释电探测器
91 锑化铟探测器(InSb)
92 碲镉汞探测器(MCT)
93 前置放大器
93 ZAMP-A 型跨导放大器
93 SR570低噪声电流放大器
93 SR560低噪声电压放大器
93 SR445四通道高频放大器
04
单点探测器系列
010-56370168 www.zolix.com.cn 79
光探测器按照工作原理和结构,通常分为光电探测器和热电探测器,其中光电探测器包括真空光电器件(光电倍增管等)和
固体光电探测器(光电二极管、光导探测器、CCD 等)。
光电二极管(Photodiode)
光电二极管的工作原理主要基于光生伏特效应。
光生伏特效应是半导体材料吸收光能后,在 PN 结上产生电动势的效应。
光电导探测器(Photoconductive Detector)
光电导探测器是利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。
所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。
通常,凡禁带宽度合适的半导体材料都具有光电效应。但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。常用的光电导
探测器材料在射线和可见光波段有 :CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge 等 ; 在近红外波段有 :PbS、PbSe、InSb、Hg0.75Cd0.25Te 等 ; 在长
于 8µm 波段有 :Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si 掺杂、Ge 掺杂等 ;CdS、CdSe、PbS 等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。
可见光波段的光电导探测器极少用于光谱探测,通常称为光敏电阻。故卓立汉光采用的可见光波段的光探测器通常为 PMT 和
光电二极管。
红外波段的光电导探测器 PbS、Hg1-xCdxTe 的常用响应波段在 1 ~ 3µm、3 ~ 5µm、8 ~ 14µm 三个大气透过窗口。由于它们
的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就大大降低了对辐射的灵敏度。响应波长越长的
光,电导体这种情况越显著,其中 1 ~ 3µm 波段的探测器可以在室温工作(灵敏度略有下降)。3 ~ 5µm 波段的探测器分三种情
况 :①在室温下工作,但灵敏度大大下降,探测度一般只有 1 ~ 7×108
cm · Hz/W ;②热电致冷温度下工作(约 -60℃),探测度约
为 109
cm · Hz/W; ③ 77K 或更低温度下工作,探测度可达 1010 cm · Hz/W 以上。8 ~ 14µm 波段的探测器必须在低温下工作,因
此光电导器件通常需要在制冷条件下使用。
红外探测器的时间常数。PbS 探测器的时间常数一般为 50 ~ 500µs,HgCdTe 探测器的时间常数在 10-6 ~ 10-8
s 量级。红外探
测器有时要探测非常微弱的辐射信号,例如 10-14 W ;输出的电信号也非常小,因此要有专门的前置放大器。
光电倍增管(PHOTOMULTIPLIER TUBES,PMT)
光电倍增管(PMT)是一种具有极高灵敏度的光探测器件,同时还有快速响应、低噪声、大面积阴极(光敏面)等特点。
典型的光电倍增管,在其真空管中,包括光电发射阴极(光阴极)和聚焦电极、电子倍增极和电子收集极(阳极)的器件。当
光照射光阴极,光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统,通过进一步的二次发射得到倍增放大 ;放
大后的电子被阳极收集作为信号输出(模拟信号输出)。因为采用了二次发射倍增系统,光电倍增管在可以探测到紫外、可见和近
红外区的辐射能量的光电探测器件中具有极高的灵敏度和极低的噪声。
从接受入射光方式上来分,光电倍增管有侧窗型(Side-on)和端窗型(Head-on)两种结构。
侧窗型的光电倍增管,从玻璃壳的侧面接收入射光,而端窗型光电倍增管是从玻璃壳的顶部接收入射光。通常情况下,侧窗型
光电倍增管价格较便宜,并在分光光度计和通常的光度测定方面有广泛的使用。大部分的侧窗型光电倍增管使用了不透明光阴极(反
射式光阴极)和环形聚焦型电子倍增极结构,这使其在较低的工作电压下具有较高的灵敏度。
端窗型(也称作顶窗型)光电倍增管在其入射窗的内表面上沉积了半透明光阴极(透过式光阴极),使其具有优于侧窗型的均匀性。
端窗型光电倍增管的特点还包括它拥有从更大面积的光敏面(几十平方毫米到几百平方厘米的光阴极)。端窗型光电倍增管中还有
针对高能物理实验用的,可以广角度捕集入射光的大尺寸半球形光窗的光电倍增管。
由于外加电压的变化会引起光电倍增管增益的变化,对输出的影响很大,因此对供给光电倍增管的工作电源电压要求较高,必
须有极好的稳定性。卓立汉光的 HVC 系列高压稳压电源,其稳定性能达到 ±0.03%/h,非常适合作为光电倍增管高压电源。
同时需要注意的是,由于光电倍增管增益很大,一般情况不允许加高压时暴露在日光下测量可见光,以免造成损坏,作为光探
测器使用时,需要将光电倍增管进行密封。卓立汉光所提供的光电倍增管封装严格按照要求进行封装,保证客户的正常安全使用。
另外,光电倍增管受温度影响很大,降低光电倍增管的使用环境温度可以减少热电子发射,从而降低暗电流。特别是在使用长
波(近红外波段,俗称红敏)光电倍增管时,应当严格控制光电倍增管的环境温度。
此外,大多数的光电倍增管会受到磁场的影响。磁场会使电子脱离预定轨道而造成增益的减少。因而影响到光电倍增管的工作
效率。因此,光电倍增管的封装要特别注意进行电磁屏蔽 ;卓立汉光提供光电倍增管均考虑到这一问题,并有效进行了电磁屏蔽。
单点探测器基础知识
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光探测器的主要性能参数
光谱响应度
光谱响应度是指某一波长下探测器输出的电压或电流与入射光功率之比。
光谱响应度随波长的变化关系曲线即是探测器的光谱响应曲线(绝对响应曲线)。
若将光谱响应曲线的最大值做归一化处理,则得到相对光谱响应曲线。
等效噪声功率(NEP)
等效噪声功率是信噪比为 1 时探测器能探测器到的最小辐射功率,即最小可探测功率。
探测率(D)/比探测率(D*)
探测率 D 是 NEP 的倒数,D 越大,表明探测器的探测性能越好。
比探测率 D* 即是归一化的探测率,也叫探测灵敏度。其单位为 :cm · Hz1/2 · W-1
.
时间常数
时间常数表示探测器输出信号随入射光信号变化的速率,τ=1/(2πf)。
热释电探测器(Pyroelectric Detector)
热释电型红外探测器是由具有极化现象的热释电晶体(铁电体)制作而成的。其所探测的辐射必须是变化的 ;对于恒定的红
外辐射,必须进行调制(斩光),使恒定辐射变成交变辐射,借以不断引起探测器的温度变化才能导致热释电产生,并输出相应的
电信号。
热释电探测器与之前的光电器件相比具有如下特点:
■ 无选择性:响应率与波长无关
■ 响应慢
如何选择合适的光探测器?
在光电测试系统中,需要根据实际需要来选择各种探测器,特别要关注如下几个方面的问题 :
■ 实际光谱测量范围,这是选择光探测器首先要注意的问题;
■ 光电倍增管是高灵敏的探测器,使用波长范围受限(通常到900nm,部分型号可得到1000nm以上,但价格通常很贵),而且使用时要求配
套高稳定性的高压电源;
■ 光伏型探测器具有响应快、灵敏度高的特点,使用时一般可不需要锁相放大器,探测微弱信号时可选用锁相放大器以提高信噪比;
■ 光导型探测器响应较慢,使用时要求信号光必须调制,并且需要搭配锁相放大器进行信号检出,同时要注意调制频率的选择;
■ 探测器选择时尤其需要注意选择配套的前置放大器,才能更大限度的发挥探测器的探测效率;
■ 选择TE制冷型探测器时,还要注意对应的温控器选择,探测器、温控器及前置放大器均需根据需要单独选择;
■ 红外探测器通常需要制冷和配合锁相放大器使用。
单点探测器系列
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PMT
UV VIS NIR IR
Si
InGaAs
PbS
InAs
InSb
MCT
WaveLength nm ( )
卓立汉光的单通道探测器(PMT 和固体探测器)充分考虑了性能指标,更能方便的与我公司的单色仪和配件相连接,探测范
围覆盖了 UV-Visible-IR 的宽波段范围。主要有如下几类 :
■ 光电倍增管(PMT)——常温型光电倍增管,使用范围:200nm-900nm
■ 硅(Si)——高灵敏型、紫外增强型硅光电探测器,使用范围:200-1100nm
■ 铟镓砷(InGaAs)——常温及TE制冷型近红外探测器,使用范围:0.8-2.6µm
■ 硫化铅(PbS)——常温近红外探测器,使用范围:0.8-3.2µm
■ 砷化铟(InAs)——常温及TE制冷型近红外探测器,使用范围:1-3.8µm
■ 锑化铟(InSb)——液氮制冷型红外探测器,使用范围:1-5.5µm
■ 高速响应型锑化铟(InSb)——液氮制冷,内置前置放大器,响应时间:<25ns,使用范围:1-5.5µm
■ 碲镉汞(HgCdTe, MCT)——制冷型(TE制冷、液氮制冷)中远红外探测器,使用范围:2-22µm
■ 高速响应型碲镉汞(HgCdTe, MCT)——液氮制冷型,内置前置放大器,响应时间:<50ns,使用范围:1-12µm
单点探测器(单通道探测器)
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光电倍增管(PMT)
PMTH-S1-(x)系列侧窗型光电倍增管(x为PMT管芯型号)
主要特点:
■ 侧窗式,具有电、磁、光屏蔽
■ 可与我公司生产的光谱仪系列、样品室等匹配连接
■ 标准BNC插头输出信号
■ 专用耐高压BNC插头输入稳定高压
■ 电流输出模式
■ 电压输出模式可供选择(具体请洽询)
■ 推荐配合HVC系列高压稳压电源使用,可达到最佳的输出稳定性
常用PMT管芯规格参数表
Tips:如何将电流输出模式更改
为电压输出模式?
PMT 电流输出模式更改为电压输
出模式非常容易,用户可以自行解决,
如图所示,在信号输出的两极间串一个
电阻 R 即可,电阻阻值需要根据实际
信号的情况来选择,通常建议 100kΩ1MΩ。
光谱响应曲线及量子效率曲线图
PMTH-S1-XXXXX外形尺寸图 PMTH-S1-XXXXX-MS外形尺寸图
1P28 R1527/R1527P
CR131/CR131A/R928 R2949
R2658/R2658P R5108
1P28 R1527/R1527P
CR131/CR131A/R928 R2949
R2658/R2658P R5108
1P28 R1527/R1527P
CR131/CR131A/R928 R2949
R2658/R2658P R5108
1P28 R1527/R1527P
CR131/CR131A/R928 R2949
R2658/R2658P R5108
CR136-02 R1527/R1527P CR131/CR131A/R928 R2949
注:暗电流为避光30分钟之后测量值
CR131 CR131A R928 R928P CR316-02 R1527 R1527P R2949 R13456 R5108
光谱响应范围(nm) 185-900 185-900 185-900 185-900 185-650 185-680 185-680 185-900 185-980 400-1200
峰值响应波长(nm) 400 400 400 400 340 400 400 400 400 800
阴极光照灵敏度(uA/lm) 典型值 250 250 250 250 40 60 60 200 280 25
最小值 140 140 140 140 25 40 40 140 140 10
阴极辐射灵敏度(mA/W) —— —— 74 74 —— 60 60 68 74 2.2
阳极光照灵敏度(A/lm) 典型值 2000@1000V —— 2500@1000V 2500@1000V 400@1000V 400@1000V 400@1000V 2000@1000V 2800@1000V 7.5@1250V
最小值 1500@1000V 2500@1000V 400@1000V 400@1000V 100@1000V 200@1000V 200@1000V 1000@1000V 400@1000V 3.5@1250V
阳极辐射灵敏度(mA/W) 典型值 —— —— 7.4X105 7.4X105 —— 4.0X105 4.0X105 6.8X105 7.4X105 6.6X102
典型增益 8X106 8X106 1X107 1X107 1X107 6.7X106 6.7X106 1.0X107 1.0X107 3.0X105
暗计数s-1@25℃典型值 —— —— —— 500 —— —— 10 250 —— ——
最大值 —— —— —— 1000 —— —— 50 750 —— ——
暗电流nA典型值 5@1000V 5@1000V 3@1000V 3@1000V 5@1000V 0.1@1000V 0.1@1000V 2@1000V 5@1000V 350@1250V
最大值 50@1000V 10@1000V 50@1000V 50@1000V 15@1000V 2@1000V 0.5@1000V 25@1000V 50@1000V 1000@1250V
光阴极材料 多碱 多碱 多碱 多碱 双碱 低噪声双碱 低噪声双碱 多碱 多碱 Ag-O-Cs
光敏面尺寸(mm) 8X24 8X24 8X24 8X24 8X24 8X24 8X24 8X6 8X24 18X16
倍增极系统结构 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级) 环形聚焦(9级)
上升时间(ns) 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 1.1
渡越时间(ns) 22 22 22 22 22 22 22 22 22 17
阳极到阴极电压(V DC)最大 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1500
单点探测器系列
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HVC1800高压稳压电源
HVC1800 型高压稳压电源为光电倍增管提供稳定的直流高电压,与光电倍增管配合使用
在微弱信号的精密探测应用中。
SRS-PS300系列高压稳压电源
PS300 系列高压电源,有 1.25kV,2.5kV 和 5kV 三种规格型号可供选择,与光电倍增管配
合可使用在微弱信号的精密探测应用中。
产品选型表
型号 名称、规格描述 输出信号极性
光电倍增管
PMTH-S1-CR316-02(-MS) 光电倍增管(185-650nm) 负(N)
PMTH-S1-R1527(-MS) 光电倍增管(185-680nm),高灵敏型,电流输出模式(蓝敏) 负(N)
PMTH-S1-R1527P(-MS) 光电倍增管(185-680nm),高灵敏型,超低暗计数,电流输出模式(蓝敏) 负(N)
PMTH-S1-CR131(-MS) 光电倍增管(185-900nm),普通型,电流输出模式(红敏) 负(N)
PMTH-S1-CR131A(-MS) 光电倍增管(185-900nm),高灵敏型,电流输出模式(红敏) 负(N)
PMTH-S1-R928(-MS) 光电倍增管(185-900nm),普通型,电流输出模式(红敏) 负(N)
PMTH-S1-R2949(-MS) 光电倍增管(185-900nm),高灵敏型,超低暗计数,电流输出模式(红敏) 负(N)
型号 名称、规格描述 输出电压极性
高压稳压电源
HVC1800 高压稳压电源(0-1500V) 负
PS310 高压电源(12V-1.25kV),最大输出电流:20mA 正或负
PS310-OPT03A PS310高压线 /
PS325 高压电源(25V-2.5kV),最大输出电流:10mA 正或负
PS350 高压电源(50V-5kV),最大输出电流:5mA 正或负
主要特点:
■ 输出电压:0-1500V连续可调,直流负电压
■ 输出电压可受控调节,也可通过外接控制端口(0-10V)经由PC机或D/A变换器控制(如:
DCS300PA)
■ 最大输出电流:0.5mA
■ 输出电压最大漂移:±0.03%/h
■ 输出电压指示:3 1/2位LED显示
■ 宽高深:260*115*260mm
主要特点:
■ 输出电压:1.25kV(PS310),2.5kV(PS325)和5kV(PS350)三种型号可供选择
■ 输出电压可受控调节,也可通过外接控制端口(0-10V)经由PC机或D/A变换器控制;
■ 最大输出功率:25W
■ 可输出正高压和负高压(通过后面板开关选择)
■ 输出电压最大漂移:±0.01%/h
注:本型号表中的PMT型号,带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝;不带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的手
动狭缝及抽拉狭缝。
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型号 TEHVPMT-CR131 (-MS) TEHVPMT-R928(-MS)
波长范围(nm) 185-900
峰值响应波长(nm) 400±30nm
阴极灵敏度(峰值,mA/W) 74
峰值量子效率波长(nm) 260
峰值量子效率 25.40%
打纳级增益 1.0×107
阴极面积 8X24mm
阴极光照灵敏度(µA/Lm) 140 250
阳极光照灵敏度(A/Lm) 1000 2500
阳极暗电流(典型,nA) 3
阳极暗电流(最大,nA) 50
光阴极材料 多碱光阴极
阴极最小有效尺寸(mm) 8×24
倍增极系统结构 鼠笼形(9级)
管壳(窗)材料 透紫玻璃
阳极脉冲上升时间(ns) 2.2
电子渡越时间(ns) 22
阳极与阴极间的电压(V) 1250
阴极与最末倍增极间的电压(V) 250
环境温度范围(℃) -80~+50
制冷温度(℃)(室温20-25℃) -10℃
暗噪声计数(1s积分时间,-10℃) 150 250
制冷型光电倍增管型号列表及主要技术指标
TEHVPMT制冷型光电倍增管简介
TEHVPMT 制冷型光电倍增管包含高压和光电倍增管,型号分别为 TEHVPMT-(XX),
XX 表示倍增管型号,可以为 CR131, R928 等侧窗式光电倍增管,具有极高的灵敏度和
快速响应等特点,并具有良好的电磁屏蔽。此探测器系统可用于微弱光信号测量,如荧
光测量、材料的透射、反射、吸收特性,辐射源的光谱特性等仪器设备中,广泛应用于
材料分析、环保、医疗、化工、冶金、遥感等生产、科研和教学领域。
输出电压 0~-1500V
最大输出电流 0.5mA
输出不稳定度 <±0.05%/h
显示方式 三位半数显表
控制方式 本机 旋钮控制
外部 0~+10V电压
PMT高压电源主要技术指标
注:本型号表中的PMT型号,带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝;不带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉
狭缝。
TE制冷型光电倍增管(TEHVPMT)系列
单点探测器系列
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硅光电探测器使用建议:
■ DSi200/DSi300均为电流输出模式的光电探测器,在接入示波器、锁相放大器等要求
电压输入的信号处理器前,建议采用I-V跨导放大器做为前级放大并转换为电压信
号,标明可输入电流信号的信号处理器可直接接入信号,但仍建议增加前置放大器
以提高探测灵敏度;
■ DSi200/DSi300配合DCS300PA数据采集系统使用时,由于DCS300PA双通道已集成信
号放大器,故可不再需要另行选配前置放大器。
DSi200/DSi300硅光电探测器———室温型探测器,波长范围:200-1100nm
技术指标\型号名称 DSi200 (-MS) DSi300 (-MS)
进口紫外增强型 进口蓝光增强型
有效接收面积(mm2
) 100(Φ11.28) 100(Φ11.28)
波长使用范围(nm) 200-1100 350-1100
峰值波长(nm),典型值 820nm 970nm
峰值波长响应度(A/W) 0.52 0.60(>0.55)
典型波长的响应度(A/W) 0.14(>0.09)@254nm 0.20(>0.15)@410nm
响应时间(µs) 5.9 2
工作温度范围(℃) -10~+60 -10~+60
储存温度范围(℃) -20~+70 -20~+70
分流电阻RSH(MΩ) 10(>5) (>10)
等效噪声功率NEP(W/√Hz) 4.5×10-13 2.0×10-13
最大操作电流(mA@0V bias) 0.1 10.0
结电容(pf@0V bias) 4500 8800
信号输出模式 电流 电流
输出信号极性 正(P) 正(P)
两种型号的探测器室的外观相同,其中:
■ DSi200型内装进口紫敏硅光电探测器
■ DSi300型内装进口蓝光增强型硅光电探测器
■ 推荐配合I-V放大器(型号:ZAMP)使用
型号列表及主要技术指标:
DSi200/DSi300尺寸图
两种型号硅光电探测器的光谱响
应度曲线图:
注:本型号表中的型号,带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝;不带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭
缝。
硅光电探测器(Si)
DSi200(-MS)/DSi300(-MS)尺寸图
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DInGaASXXX尺寸图 GInGaAsXXX-MS尺寸图
常温型铟镓砷探测器(InGaAs)
型号/参数 DInGaAs1650 DInGaAs1700-R03M DInGaAs2600-R03M
光敏面直径(mm) 3 3 3
波长范围(nm) 800-1700 800-1700 800-2600
峰值响应度(A/W, 最小) 0.85 0.9 1.1
暗电流(nA, 最大) 200 100 1mA
D*(典型值) - 2.3×1012 4.1×1010
NEP(典型值) - 1.2×10-13 6.5×10-12
阻抗(MΩ) 1 1.5 320Ω
电容(pF) 1500 800 9000
响应时间(ns) 160 100 1µs
信号输出模式 电流 电流 电流
输出信号极性 正(P) 正(P) 正(P)
■ DInGaAs1650型内装国产大面积InGaAs元件;
■ DInGaAs1700-R03M型内装进口InGaAs元件;
■ DInGaAs2600-R03M型内装进口大面积InGaAs元件
型号列表及主要技术指标:
光谱响应度曲线参考图
(虚线为国产InGaAs元件光谱响应度曲
线,实线为进口元件):
铟镓砷探测器使用建议:
■ DInGaAs系列和DInGaAs-TE系列铟镓砷探测器均为电流输出模式的光电探测器,
在接入示波器、锁相放大器等要求电压输入的信号处理器前,建议采用I-V跨导放
大器ZAMP做为前级放大并转换为电压信号:标明可输入电流信号的信号处理器可
直接接入信号,但仍建议增加前置放大器以提高探测灵敏度:
■ DInGaAs系列和DInGaAs-TE系列铟镓砷探测器配合 DCS300PA数据采集系统使用
时,由于DCS300PA双通道已集成信号放大器,故可不再需要另行选配前置放大
器;
铟镓砷探测器(InGaAs)
注1:本型号表中,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭缝;
注2:型号DInGaAs1650-MS,DInGaAs1700-R03M-MS,DInGaAs2600-R03M-MS, 适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝;
注3:型号DInGaAs1700-R03M-PA,DInGaAs2600-R03M-PA,配置了原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝
及抽拉狭缝;
注4:型号DInGaAs1700-R03M-PAMS,DInGaAs2600-R03M-PAMS,配置了原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的自
动狭缝。
单点探测器系列
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铟镓砷探测器使用建议:
■ DInGaAs系列和DInGaAs-TE系列铟镓砷探测器均为电流输出模式的光电探测器,在
接入示波器、锁相放大器等要求电压输入的信号处理器前,建议采用I-V跨导放大器
ZAMP做为前级放大并转换为电压信号;标明可输入电流信号的信号处理器可直接接
入信号,但仍建议增加前置放大器以提高探测灵敏度;
■ DInGaAs系列和DInGaAs-TE系列铟镓砷探测器配合DCS300PA数据采集系统使用时,
由于DCS300PA双通道已集成信号放大器,故可不再需要另行选配前置放大器;
■ 制冷型DInGaAs-TE系列铟镓砷探测,在制冷模式时,需额外配置温控器(型号ZTC)
进行降温控制;
型号/参数 DInGaAs1700-TE DInGaAs2600-TE DInGaAs2600H-TE
光敏面直径(mm) 3 3 3
波长范围(nm) 800-1700 800-2600 800-2600
峰值响应度(A/W) 0.9 1.2 1.3
D*(典型值) 8.4×1013 4.9×1011 4.5×1011
NEP(典型值) 3.2×10-15 5.5×10-13 6×10-13
温控器型号 ZTC ZTC ZTC-H
探测器温度(℃) -40 -40 -20
温度稳定度(℃) ±0.5 ±0.5 ±0.5
环境温度(℃) +10~+40 +10~+40 +10~+40
信号输出模式 电流 电流 电流
输出信号极性 正(P) 正(P) 正(P)
匹配前置放大器型号 ZPA-7 ZPA-7 Preamplifier
光谱响应度曲线参考图:
TE 制冷型铟镓砷探测器 DInGaAs(x)-TE,其探测元件均使用进口二级制冷
铟镓砷探测器。
型号列表及主要技术指标:
TE制冷型铟镓砷探测器(InGaAs)
注1:本型号表中的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭缝,需要额外配置温控器(型号为ZTC);
注2:型号DInGaAs1700-TE-MS,DInGaAs2600-TE-MS,DInGaAs2600H-TE-MS, 适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝,需要额外配置温控器(型号
为ZTC);
注3:型号DInGaAs1700-TE-PA,DInGaAs2600-TE-PA,配置了ZTC温控器与原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的手
动狭缝及抽拉狭缝;
注4:型号DInGaAs1700-TE-PAMS,DInGaAs2600-TE-PAMS,配置了ZTC温控器与原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱
仪的自动狭缝。
DInGaAsXXXX-TE尺寸图 DInGaAsXXXX-TE-MS尺寸图
88 010-56370168 www.zolix.com.cn
光谱响应度曲线
fifffflffifl
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5
( m)
fifffflffifl
DPbs3200(-MS)
光敏面尺寸 mm 6×6
波长范围 µm 0.8~3.2
峰值波长 µm ≥2.1
响应Su V/W ≥300
电阻Rd MΩ 0.1-0.3
D* cm(Hz)1/2
/W ≥1×108
时间常数 µs ≤400
放大倍数 ×1,×10,×100
输入端失调电压 µV <±1
前放输入端的漂移 µV ±1
频率响应范围 Hz 100—1000(推荐400Hz)
信号输出模式 电压
输出信号极性 正(P)
硫化铅探测器使用建议:
■ DPbS3200硫化铅探测器为光导型近红外探测器,使用时必须配合锁相放大器,推
荐使用SR830型或DCS500PA型;
常温型红外探测器,波长范围:0.8-3.2µm
型号列表及主要技术指标:
注:本型号表中的型号,带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝;不带后缀MS的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭缝。
硫化铅探测器(PbS)
DPbS3200尺寸图 DPbS3200-MS尺寸图
单点探测器系列
010-56370168 www.zolix.com.cn 89
注1:本型号表中的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭缝,需要额外配置温控器(型号为ZTC);
注2:型号DInAs3800-TE-MS,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝,需要额外配置温控器(型号为ZTC);
注3:型号DInAs3800-TE-PA,配置了ZTC温控器与原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝及抽拉狭缝;
注4:型号DInAs3800-TE-PAMS,配置了ZTC温控器与原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的自动狭缝。
砷化铟探测器使用建议:
■ DInAs3800-TE为电流输出模式的光电探测器,在接入示波器、锁相放大器等要求
电压输入的信号处理器前,建议采用I-V跨导放大器做为前级放大并转换为电压信
号,标明可输入电流信号的信号处理器可直接接入信号,但仍建议增加前置放大器
以提高探测灵敏度;
■ DInAs3800-TE配合DCS300PA数据采集系统使用时,由于DCS300PA双通道已集成
信号放大器,故可不再需要另行选配前置放大器;
■ 制冷型DInAs3800-TE砷化铟探测器,在制冷模式时,需额外配置温控器(型号
ZTC)进行降温控制;
■ DInAs3800-TE内装进口TE制冷型探测元件;
型号/参数 DInAs3800-TE
光敏面直径(mm) 2
波长范围(µm) 1-3.8
峰值响应度(A/W) 1.5
D*(@λpeak, 1KHz)cm Hz1/2
W-1 9.1×1012
NEP(@λpeak,1KHz)pW/Hz1/2 4.4
温控器型号 ZTC
探测器温度(℃) -40
温度稳定度(℃) ±0.5
信号输出模式 电流
输出信号极性 正(P)
制冷模式时须使用温控器(型号:ZTC)
推荐使用前置放大器型号:ZAMP
型号列表及主要技术指标:
砷化铟探测器(InAs)
更换为DInAs3800-TE(-PA)尺寸图 更换为DInAs3800-TE-(PA)MS尺寸图
90 010-56370168 www.zolix.com.cn
热释电探测器使用建议:
■ DPE12 热释电探测器为常温型中远红外探测器,内置前置放大器,建议配合
锁相放大器使用,推荐使用 SR830 型或 DCS500PA 型;
DPE12 系列热释电探测器
常温型红外探测器 , 波长范围 :2-12μm
光谱响应度曲线 响应度随频率变化曲线
D*随频率变化曲线
型号列表及主要技术指标:
DPE12
光敏面尺寸 mm 2×2
波长范围 µm 1.5~12
响应度 V/W ≥80000
电阻 RdMΩ 0.1-0.3
D*cm(Hz)1/2/W ≥3×108
温度℃ -20~55
驱动电压 3V
频率响应范围 Hz 5—100(推荐 10Hz)
信号输出模式 电压
DPe12尺寸图 DPe12-MS尺寸图
8
5
单点探测器系列
010-56370168 www.zolix.com.cn 91
光谱响应度参考图
型号:DInSb5-De(x) 所使
用的InSb探测器外形(封装于
DEC-M204探测器室内)
DEC-型探测器室外形图
型号:DInSb5-HS所使用
的InSb探测器外形(封装
于DEC-KJ探测器室内)
DInSb5-HS响应时间参考图
型号/参数 DInSb5-De02 DInSb5-HS
光敏面尺寸(mm) Ø2 1×1(方)
波长范围(µm) 1-5.5 1-5.5
峰值响应度(A/W) 3 -
峰值响应度(V/W) - 2x 104
响应时间(ns) - <25
D*(@λpeak,1KHz)cm Hz1/2
W-1 1 x 1011 1 x 1011
NEP(@λpeak,1KHz)pW/Hz1/2 1.6 -
暗电流(µA) 30 -
前置放大器 选配 集成
信号输出模式 电流 电压
输出信号极性 正(P) 正(P)
锑化铟探测器使用建议:
■ 锑化铟探测器为液氮制冷型近/中红外探测器,为了方便与卓立汉光光谱仪连接,液氮杜瓦瓶被放置
于DEC系列杜瓦探测器室内;
■ DInSb5-De02不集成前置放大器,建议在使用时配置前置放大器,配合锁相放大器进行数据采集可获
得更好的探测性能;
■ DInSb5-HS为高速响应的探测器,集成了20MHz频宽的前置放大器,可用于红外时间分辨测量,可直
接接驳示波器用于ns高速探测;
■ 此系列产品使用时所需的液氮需用户自备;杜瓦瓶充满液氮,保持时间通常为8小时以上。
有DInSb5-De02和DInSb5-HS两个主要型号:
■ DInSb5-De02为液氮制冷侧窗型,光敏面直径2mm,另有1mm、4mm和7mm光敏面尺寸可选,详情
请咨询公司销售部;
■ DInSb5-HS为高速响应型,液氮制冷侧窗型,集成前置放大器,响应时间小于25ns;
■ 探测器元件均封装于DEC系列探测器室内,用于与光谱仪狭缝连接。
列表及主要技术指标:
锑化铟探测器(InSb)
注:本型号表中的型号,只适用于Omni-λ光谱仪的手动狭缝;
注2:型号DInSb5-De02-PA,配置了原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的手
动狭缝。
92 010-56370168 www.zolix.com.cn
光谱响应度参考图
碲镉汞探测器使用建议:
■ DMCT(x)-De和DMCT12-HS碲镉汞探测器为液氮制冷型中/远红外探测器,为了方便与
卓立汉光光谱仪连接,液氮杜瓦瓶被放置于DEC-(x)系列杜瓦探测器室内,x为不同型号
杜瓦瓶的型号;
■ DMCT(x)-De系列不集成前置放大器,使用时需要配置前置放大器,并且必须配合锁相
放大器使用;
■ DMCT12-HS为高速响应的探测器,集成了50MHz带宽的前置放大器,用于红外时间分辨测
量,可直接接驳示波器使用,光敏面尺寸为1mm,另有0.5mm和0.1mm可选,尺寸越小,
响应速度越快,最快可达到3.5ns;
■ 液氮需客户自备;杜瓦瓶充满液氮,保持时间通常为8小时以上;
型号/参数 DMCT12-
De01
DMCT14-
De01
DMCT16-
De01
DMCT22-
De01
DMCT12-
HS
光敏面尺寸
(mm) 1×1 1×1 1×1 1×1 1×1
波长范围(µm) 2-12 2-14 2-16 2-22 2-12
峰值响应度(V/
W) 3x103 1x103 900 150 >4x104
响应时间(ns) <25
D*(@λpeak,
1KHz)
cm Hz1/2
W-1
,最小值
3 x 1010 3 x 1010 2.5 x 1010 5 x 109 3 x 1010
前置放大器 选配 选配 选配 选配 集成
信号输出模式 电压 电压 电压 电压 电压
输出信号极性 正(P) 正(P) 正(P) 正(P) 正(P)
型号:DMCT(x)-De 所使用
的HgCdTe探测器外形(封装于
DEC-04探测器室内)
型号:DMCT12-HS 所使用
的HgCdTe探测器外形(封
装于DEC-KJ探测器室内)
有DMCT(x)-De和 DMCT11-HS两种类型,其中:
■ DMCT(x)-De为液氮制冷型,x-12/ 14/ 16/ 22,四种截止波长可选,适合一般测量,须
选配前置放大器;
■ DMCT12-HS为液氮制冷高速响应型,集成前置放大器,响应时间小于50ns;
■ 探测器元件均封装于DEC-(x)系列探测器室内,用于与光谱仪狭缝连接。
型号列表及主要技术指标:
碲镉汞探测器(MCT)
液氮制冷型红外探测器,波长范围:2~22µm
注1:本型号表中的型号,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝;
注2:型号DMCT12-De01-PA,DMCT14-De01-PA,DMCT16-De01-PA,DMCT22-De01-
PA,配置了原厂I-V跨导放大器,输出为电压模式,适配Omni-λ光谱仪的手动狭缝。
单点探测器系列
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卓立汉光提供多种低噪声、高增益的放大器配合单通道探测器使用,主要用途是将光电探测器(例如 :硅、锗、铟镓砷等固
体探测器,真空光电二极管,光电倍增管等)的输出信号经过转换、放大处理后输入至其他测试或测量设备,如数据采集系统、
示波器或数字万用表等,实现微弱信号的探测。
型号 ZAMP-A
增益范围 103
~1010 V/A
输出噪声电压 0.5mV
输入阻抗 1mΩ
输出阻抗 <1Ω
输入电流范围 -5mA<Iin<+5mA
输出电压范围 -5V<Vout<+5V
增益准确度 103
~108 档位增益不准确度2%
109 ~1010 档位增益不准确度5%
供电方式 电源适配器(专用)
外形尺寸 195 × 121 × 88 mm
主要技术指标:
主要规格指标:
■ 输入噪声:5 fA/√Hz
■ 频率响应范围:DC-1MHz
■ 最大输入信号:±5mA
SR570低噪声电流放大器
SR560低噪声电压放大器
主要规格指标:
■ 输入噪声:4 nV/√Hz
■ 频率响应范围:DC-1MHz
■ 最大输入信号:3V
■ 输入阻抗:100MΩ
SR445四通道高频放大器
主要规格指标:
■ 独立四通道放大器
■ 输入噪声:2.8 nV/√Hz
■ 频率响应范围:DC-300MHz
■ 最大输入信号:±200mV
■ 增益范围:1-50,000
■ 提供输入信号偏置设定,最大±5V
■ 最大输出信号:10V
■ 灵敏度:1 pA/V-1 mA/V
■ 提供输入信号偏置设定,最大±5V
■ 最大输出信号:±10V
■ 输入阻抗:50Ω
■ 增益:5(单通道),最大125(三通道级联)
■ 最大输出信号:±1V
前置放大器
ZAMP-A型跨导放大器
ZAMP 系列跨导放大器是低噪声、高增益的跨导放大器(也称电流 -
电压放大器),主要用途是将光电探测器的输出信号(电流)转换为电压
信号并按一定增益放大后输出至其他测试或测量设备,如数据采集系统、
示波器或数字万用表。
ZAMP 采用了超低输入阻抗设计,提供 103
~1010 共 8 个档位,可满
足与各类不同阻抗的光电探测器的直流电流信号放大。
94 010-56370168 www.zolix.com.cn
95 基础知识
97 DCS300PA双通道数据采集器
98 DCS210PC单光子计数器
99 DCS900PC 时间相关单光子计数系统
100 PAG-100时序控制设备
101 SR830数字型锁相放大器
102 DCS500PA 高性能数字锁相放大数据采集单元
103 光学斩波器
微弱信号处理器
05
微弱信号处理器
010-56370168 www.zolix.com.cn 95
(资料参考Stanford Research Systems, Inc. www.thinkSRS.com)
锁相放大器(以下简称 Lock-in)是用来检测极微弱的 AC 信号(可低至 nV 级)的高灵敏数据
采集器,即使在噪声高于信号数千倍的情况下,也可得到精确的测量。Lock-in 是使用 PSD(Phase
Sensitive Detector)- 相位敏感检测器的技术,只有存在于特定参考频率的信号可被挑选出来 ;
而其它频率的噪声则不会被检出。
为何要使用Lock-in?
举一例说明,假设有一 10nV、10KHz 的正弦信号,显然此信号需要一定程度的放大。
1. 使用一良好的低噪声放大器,其输入噪声为 5nV/ÃHz,若频宽为 100KHz ;增益(Gain)为
1000,则放大后信号 = 10nV x 1000= 10uV,但此时的宽频噪声 = 5nV/ÃHz x √100KHz x 1000 =
1.6mV。因此,噪声强度远大于信号,我们无法量测到该信号。
2. 在放大器之后,加一个理想品质的带通滤波器,其品质因子 Q=100,中心频率为 10KHz,
则只有在 100Hz(10KHz/Q) 频 宽 内 的 信 号 才 会 被 检 测, 此 时 信 号 仍 为 10uV,但噪声
=5nV/√Hz x √100Hz x 1000=50uV,虽然噪声已大幅降低,但仍大于信号,而无法得到精确测量。
3. 现在若加一 PSD 在放大器之后 ;PSD 的频宽可窄至 0.01Hz,则此时信号虽仍为 10uV,但
噪声只有 5nV/√Hz x√0.01Hz x 1000 = 0.5uV,信噪比为 = 10uV/0.5uV = 20 ;故已能作精确测量。
什么是 PSD?
基础知识
Lock-in 测量需要有一参考频率 ωr 用来触发实验,Lock-in 则检测在此 ωr 的实验反应信号。
假若使用一函数信号产生器(Function Generator)的方波输出作为 ωr,并以其正弦波输出来激
发一实验,其关系如图所示。
信号波形为 Vsig.Sin(ωrt+θsig),Vsig: 信号振幅(Amplitude);ωr: 参考频率 ;θsig: 信号的相位
Lock-in 本身的相位锁定回路(Phase locked loop - PLL)会产生自己的内部参考,锁定在
外部的参考信号。此内部参考信号波形为 VL Sin(ωLt+θref),VL : 内部 reference 振幅 ;ωL : 内部
reference 频率(通常等于 ωr);θref: 内部 reference 相位
Lock-in 将信号放大后,便在 PSD 乘上此内部参考信号,PSD 的输出即成为两个正弦波的和。
Vpsd = Vsig VL Sin(ωr+θsig)Sin(ωrt+θref)
= 1 / 2 Vsig VL Cos[ ( ω r - ω L ) t + ( θ sig- θ ref ) ]-- 1 / 2
VsigVLCos[(ωr+ωL)t+(θsig+θref)]
Vpsd 为两组 AC 信号,一为频率差(ωr-ωL),一为频率和(ωr+ωL)。
PSD 输出若经过一低通滤波器(Low Pass Filter),则此两 AC 信号即被去除,而不留下任何
信号。但若 ωr=ωL,则频率差的成份即成为 DC 信号,此时 Vpsd= 1/2 Vsig VL Cos(θsig -θref),
这是很好的信号,因为 DC 信号直接与信号源的振幅成正比 ;传统的 Analog Lock-ins 使用
Analog PSD 将 analog 信号及 analog reference 相乘,而低通滤波则使用 1 或多级 RC filter ;而
在 DSP Lock-in,这些功能都由一强大的数位信号处理器以数学运算来得到。
Lock-in的参考信号从那里来?
由以上讨论,我们得知 Lock-in 参考频率必须与信号频率相等 ωr=ωL ;而且相位差(θsig
-θref)也必须保持一定。Lock-in 使用 PLL 来将其内部参考震荡器(Oscillator)锁定到外部参
考信号,由于 PLL 会主动追随外部参考信号,即使外部参考信号频率改变也不会影响测量。
在光学实验中,我们通常需要用到光学斩波器来提供外部参考频率供给 Lock-in。
时间常数
Lock-in 借由设定时间常数来决定低通滤波器的频宽。
时间常数 τ = 1/2πf, f 为滤波器 -3dB 的频率(-3dB 为衰减 50% 功率)
增加时间常数,则输出会变得更稳定,测量更可靠(即更平滑 -smooth);但滤波器需要约
5 个时间常数的时间才能达到最终的值,故增加时间常数会减缓输出的反应速度。
动态储备 - Dynamic Reserve
(以下简称 DR)
DR 的传统定义指最大 \" 可容忍
\" 的噪声相对于满刻度信号的比值
(以 dB 表示)。例如,若满刻度为
1uV,则 60dB DR 指可有高达 1mV
的噪声输入而不会过载(Overload)。
Lock-in的应用
■ 比例式光谱(Ratiometric
Spectroscopy)测量
■ 光电实验信号的测定
■ 霍尔效应(Hall Effect)的测量
■ 半导体元件的电容值
(Capacitance)测量
■ 半导体材料的萤光(PLPhotolμmincense)光谱测量
■ 磁材料、超导体等的磁性测量
■ 光纤衰减量,色差(chromatic
dispersion)测量
■ 生物检测器(Biosensors)信号测
定
■ 超短时间(Femtosecond)信号测
量
■ 放大器增益(Gain), 交叉干扰
(Crosstalk)测量
■ 电子元件,光感测器(detector)
的Noise测量
■ * 机械振动分析
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一套完整的光谱测量系统,除了需要有光源、光谱仪和将光信号转换为电信号的探测器之外,还需要有能够将电信号进行读
取和处理的设备 ;通常光谱测量的信号为微弱信号,所以在光谱测量系统中对信号处理器的要求比较高,既要有很高的灵敏度,
还必须具备较大的动态范围。常用的微弱信号处理器包括 A/D 变换数据采集器、锁相放大器、光子计数器、BOXCAR、示波器等。
卓立汉光可以提供高性能的多通道数据采集器、锁相放大器、光子计数器等多种微弱信号处理器。
■ 数据采集器:DCS300PA双通道带前置放大器数据采集器
■ 光子计数器:DCS210PC单光子计数器
■ 时间相关单光子计数器: DCS900PC 时间相关单光子计数系统
■ 锁相放大器:SR830数字型锁相放大器,DCS500PA 数字锁相放大采集器
DCS300PA DCS210PC DCS500PA
微弱信号处理器
010-56370168 www.zolix.com.cn 97
DCS300PA双通道数据采集器
主要技术参数
■ 两路I/V信号输入,信号输入范围(满档范围):
电压输入:±1mV~±10V
电流输入:±1μA~±10mA
■ 单路AUX电压输入通道,信号输入范围:DC 0-10V
■ 增益设置范围:
电压增益:100
-104
电流增益:103
-107
■ 积分时间:10µs-10s
■ RAM模式采样次数:≤2,000
■ 单路温度探头信号输入通道,使用温度探头型号:
AD950,温度范围:-30~100℃
■ A/D转换精度:16bits,实现高动态范围信号采集
■ 两路D/A输出可用于控制其它实验设备(输
出幅度:DC 0-10V, D/A转换精度:12bits)
■ 触发输出通道:可控制电子快门和电磁螺管
快门
■ 触发输入通道:TTL电平上升沿触发
■ I/O:5路输入,2路TTL输出
■ 标准USB接口
■ CE认证
■ 电源适配器输出:DC 24V,0.3A
■ 电源适配器输入:AC 100-240V,50/60Hz
■ 尺寸:宽260mmX深260mmX高120mm
■ 重量:3.3Kg
DCS300PA 数据采集器是带有双通道前置放大器的微弱信号数据采集器。双通道电流 / 电
压输入方式,既可单独做为通用的微弱信号采集器,又可与本公司生产的 Omni-λ 系列等光
栅光谱仪 / 单色仪配套的光电探测器信号采集装置。
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方便组合系
在光子计数功能基础上,实现斩波器控制功能和荧光磷光寿命测试功能。仪器额外还配
有 3 个直流电压输入模拟信号采集通道(16Bits,0~10V)和 1 个模拟信号输出通道(12Bits,
0~10V),方便组合系统使用。利用仪器的斩波模式可以提升测量的信噪比,配合本公司生产
的高性能 “谱王” Omni-λ 系列光谱仪 / 单色仪、高效稳定的光源、高灵敏度的探测器,极大
的提升了测量的灵敏度,使得水拉曼信噪比可达 4000 :1 以上。
DCS210PC 单光子计数器寿命测量功能,配合本公司生产的高性能 “谱王” Omni-λ 系列
光谱仪 / 单色仪、5W 微秒脉冲氙灯模组,SAC-FS 荧光样品室、高灵敏度的探测器,可实现
>10µS 的长寿命测量,特别适用于强发光的荧光粉和稀土样品测量。仪器响应宽度 :1µS。实
现寿命测量范围 :10µS~10S。
主要技术参数:
■ 一路光子计数器通道,光子计数器计数速率:100 Mcps
■ 三路模拟输入通道,信号输入范围:0~10V电压输入;AD转换精度:16 bits
■ 一路模拟输出通道,输出范围:0-10V,DA转换精度:12 bits
■ 触发方式,外部触发输入接口:TTL电平兼容;软件触发:接收指令启动计数
■ 斩波模式,斩波器控制功能,提升信噪比
■ 寿命测量功能,寿命测量范围:1μS~10S;仪器响应宽度:1μS
■ 标准USB接口
■ CE认证
■ 电源需求:AC 110V/220V,50Hz/60Hz
■ 尺寸:宽240mmX深240mmX高120mm
■ 重量:3.3Kg
DCS210PC单光子计数器




