Raman 拉曼光谱测试系统
SciAps掌上拉曼光谱仪 ReporteR
SciAps掌上拉曼光谱仪ReporteR拉曼光谱仪/基本原理Raman光谱是散射光谱，它是电磁波谱中出现的一种现象，是一种激光测量技术。
当激光照射在样品（固、液、气）上时，光子与分子碰撞发生散射，由于分子的转动振动，拉曼散射光的频率较入射光频率发生偏移，这个偏移称拉曼位移，拉曼位移是分子的特征体现，由拉曼位移做出的拉曼光谱图反映分子的指纹讯息。
通过分析拉曼光谱图实现对物质分子的定性鉴定。
拉曼光谱仪/技术特点1、无损、快速的检测方法：不破坏样品，操作简单2、采样简易：无需预处理，能够透过玻璃，塑封袋、透明、3、半透明的容器直接检测，含水样品无影响4、超高选择性：基于分子键振动散射的拉曼光谱是分子指纹5、高灵敏度：共振/SERS等技术极大降低了拉曼分析检测限6、小巧便携：SciAps一直致力研究的方向，并提出解决方案拉曼光谱仪/软件软件：Nuspec1、适用于SciAps所有的拉曼光谱仪，集数据采集、分析、数据库匹配、鉴定于一体2、参数优化：积分时间，激光功率极化功能（部分型号）3、数据采集：单次/多次/连续扫描，延时定时扫描功能4、谱图功能：谱图排序、平均，可自动保存5、参考功能：去除环境光6、校正功能：对轴进行校正，符合标准X ASTM7、分辨率功能：扫描后可查看和选择不同的分辨率显示谱图8、基线功能：可选择基线校正，去除荧光背景（Gauss优化）9、后处理功能：读数、标注、截图等、10、谱图格式：dnu、spc 、ASCII等格式11、数据库添加：一键导入数据库、任意谱图可进入数据库12、数据库匹配鉴定：匹配系数实时分析，谱图实时比对功能13、数据库算法：三种光谱匹配算法，可消除假阳性与假阴性14、数据库报告：可报告，保存，打印数据库匹配鉴定结果软件：Library Builder适用于数据库的创建与修改，任意谱图(dnu，spc，ASCIl格式)均可为源文件，光谱范围不限，数据库，可任意添加，更名，删除，支持第三方数据库软件：GRAMS Al适用于拉曼谱图处理与分析，PLS偏最小二乘算法进行拉曼光谱定量分析，是第三方软件，随机附送软件：Nulmage专用于ExamineR显微拉曼系统成像，进行高分辨动态图像观测与分析软件：Proscope专用于台式拉曼光谱仪Advantage与手提式拉曼仪Inspector，很容易组建拉曼光谱仪进行痕量、微区分析。
Raman(拉曼)光谱原理和图解
excitation excit.-vib.
拉曼光谱的优点和特点 Ÿ对样品无接触，无损伤； Ÿ样品无需制备； Ÿ快速分析，鉴别各种材料的特性与结构； Ÿ能适合黑色和含水样品； Ÿ高、低温及高压条件下测量； Ÿ光谱成像快速、简便，分辨率高； Ÿ仪器稳固，体积适中， Ÿ维护成本低，使用简单。
激光功率16级衰减激光扩束扩束器控制键自动化程度高优势自动化程度高?激光光路计算机控制调节存储激光光路的位置激光光路可自动准直激光波长可自动切换等等部件瑞利滤光片自动切换光栅可自动切换狭缝大小可自动调节等等功能共焦与非共焦可自动切换取谱模式与观察样品模式可自动切换自动切换激光的16级衰减模式等等??ccd芯片尺寸的选择最新的显微共焦系统专利技术优势选择了最佳成像质量的ccd芯片尺寸为什么renishaw可以选择小尺寸芯片
高灵敏度
优势 1. 高灵敏度：
Ÿ 灵敏度远高于其它同类拉曼谱仪 检验标准：硅三阶峰（约在1440 cm-1）的信噪比≧10:1，检测 条件为：激光输出功率20mW，波长514.5nm，狭缝宽度50微米 ，曝光时间60秒，累加次数5次，binning为1或2，光栅为1800刻 线。显微镜头为 X50常规镜头。
200
0 15000 14800 14600 14400 14200 14000
Wavenum ber (cm -1)
光栅转动重复性实验
高重复性、高稳定性
.05 0 -.05 0 50 100 150 200 250 Minutes 300 350 400 450
光栅转动重复性实验
Arbitrary Y
拉曼测量的是什么？
Mid IR 红外
Real States 真实能级 Virtual State 虚能级
拉曼(Raman)光谱2000
对任何分子可粗略地用下面的原则来判断其拉曼或红外活性： 对任何分子可粗略地用下面的原则来判断其拉曼或红外活性： 相互排斥规则：凡具有对称中心的分子，若其分子振动对 相互排斥规则：凡具有对称中心的分子， 拉曼是活性的，则其红外就是非活性的。反之， 拉曼是活性的，则其红外就是非活性的。反之，若对红外 是活性的，则对拉曼就是非活性的。 是活性的，则对拉曼就是非活性的。 相互允许规则：凡是没有对称中心的分子，则可能有一些 相互允许规则：凡是没有对称中心的分子， 振动对Raman和红外都是活性的。 和红外都是活性的。 振动对 和红外都是活性的 相互禁阻规则：对于少数分子振动，其红外和拉曼光谱都 相互禁阻规则：对于少数分子振动， 是非活性的。 是非活性的。
E i = E 0 i exp[ i ( 2 πν i t − k i ⋅ r )]
(2)
分子振动时,原子核位置的移动改变了核对电子的吸引力 使得 分子振动时 原子核位置的移动改变了核对电子的吸引力,使得 原子核位置的移动改变了核对电子的吸引力 分子的电荷分布即电子云发生形变,这意味着极化率受到分子振 分子的电荷分布即电子云发生形变 这意味着极化率受到分子振 动的调制, 将极化率按原子核位移的简正坐标Q 展开,即 按原子核位移的简正坐标 动的调制 将极化率按原子核位移的简正坐标 µ展开 即:
0 α ρσ = α ρσ + ∑
µ
∂α ρσ Qµ + ⋯⋯ ∂Qµ 0
(3) (4)
其中
Qµ = Aµ exp[±i(2πvµt − qµ ⋅ r )]
式代入(1)式可得 将(2)、(3)、(4)式代入 式可得： 、 、 式代入 式可得：
∂αρσ Aµ E0i exp{[2π (ν i ±ν µ )t − (ki ± qµ ) ⋅ r ]} Pρ = ∑αρσ E0i exp[ (2πνit − ki ⋅ r )]+ ∑ i i ∂Q σ µ µ 0
Ram_拉曼光谱
拉曼光谱拉曼光谱学是用来研究晶格及分子的振动模式、旋转模式和在一系统里的其他低频模式的一种分光技术。
[1]拉曼散射为一非弹性散射，通常用来做激发的激光范围为可见光、近红外光或者在近紫外光范围附近。
激光与系统声子做相互作用，导致最后光子能量增加或减少，而由这些能量的变化可得知声子模式。
这和红外光吸收光谱的基本原理相似，但两者所得到的数据结果是互补的。
通常，一个样品被一束激光照射，照射光点被透镜所聚焦且通过分光仪分光。
波长靠近激光的波长时为弹性瑞利散射。
自发性的拉曼散射是非常微弱的，并且很难去分开强度相对于拉曼散射高的瑞利散射，使得得到的结果是光谱微弱，导致测定困难。
历史上，拉曼分光仪利用多个光栅去达到高度的分光，去除激光，而可得到能量的微小差异。
过去，光电倍增管被选择为拉曼散射讯号的侦测计，其需要很久的时间才能得到结果。
而现今的技术，带阻滤波器 (notchfilters) 可有效地去除激光且光谱仪或傅里叶变换光谱仪和电荷耦合元件 (CCD) 侦测计的进步，在科学研究中，利用拉曼光谱研究材料特性越来越广泛。
有很多种的拉曼光谱分析，例如表面增强拉曼效应、针尖增强拉曼效应、偏极拉曼光谱……等。
拉曼光谱的特点：提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。
相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。
在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。
光谱测试系统(透射、反射、吸收、荧光、PL、拉曼、紫外可见红外)
件
应用范围
□ 测试平面光学元件（如棱镜、滤光片、光栅、平行平板、镀膜等）、球面光学元件（凹面镜、凸面镜等）和各种材料（溶液、 光
玻璃、硅、布料、汽车贴膜、眼镜等）的吸收、透射/反射光谱。
电 探
主要规格及特色
测
□ 光谱范围： 380~1000nm/600~1200nm（最低 200nm，最高 3000nm，可选）
仪
器
应用范围
□通用的 PL 光谱分析，III-V 族等半导体材料的 PL 光谱分析，荧光光谱测试；
□针对 LD 激光二极管、LED 发光二极管、Epi-Wafer 外延片、太阳能电池等的扫描光谱成像检测；
光
□另外还可以测试薄膜厚度（可选功能）；
源
主要特色
和 激
□高性能，高性价比
光
□高速自动系统（特别适合大规模生产使用）
光
七、 LE-SP-Raman 拉曼光谱测量系统 Raman Measurement System
谱 仪
Ramboss 显微拉曼和 PL 谱扫描成像测试系统
器
应用范围
Micro Raman&PL Mapping System
□材料科学、半导体材料等
光
□纳米技术
源
□化学、医药、生物医学
和 激
□碳工业，如碳纳米管的表征和类金刚石薄膜的品质控制
□ 光通量范围：1–4000lm；
□ 准确度：±0.002x,y(@2.856k);
□ 重复性：±0.005x,y;
光
□ CCT 重复性：±20k(@2.856k)
学
元
二 、LE-SP-ART 吸收、反射/透射光谱测量系统 Absorption,Reflection&Transmission System
拉曼光谱仪的外光路系统
拉曼光谱仪的外光路系统
拉曼光谱仪的外光路系统主要由以下组件组成：激光器、准直镜、偏振器、样品台、物镜、收光镜、光源等。
激光器是拉曼光谱仪的光源，常用的激光器包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
激光器发出的激光束经过准直镜进行准直，使光束直径尽可能小而平行。
准直后的光束经过偏振器进行偏振控制，得到所需的线偏振或圆偏振状态。
然后，光束到达样品台，样品台是放置待测样品的位置。
样品台可以固定在一个特定位置或进行移动以实现扫描等操作。
样品台下方的物镜用于聚焦激光光束至样品表面。
物镜通常是一个高数值孔径的透镜，使得激光光束能够以高分辨率聚焦在小尺寸的样品上。
样品受到激光的激发后，产生拉曼散射光。
收光镜的作用是收集和聚焦样品散射的光，然后将其引导到光谱仪的光学系统中进行分析和测量。
除了上述组件外，拉曼光谱仪的外光路系统还包括其他配件，例如滤光片、干涉滤波器和光纤等，以提高系统的灵敏度和性能。
拉曼光谱仪(Raman)分析测试及应用
拉曼光谱仪（Raman）分析测试及应用拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认；还可以应用于刑侦及珠宝行业进行毒品的检测及宝石的鉴定。
该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确，以低波数测量能力著称；采用共焦光路设计以获得更高分辨率，可对样品表面进行um级的微区检测，也可用此进行显微影像测量。
性能特点1.共焦显微拉曼光学系统2.0.8um的影像分辨率3.Czerny-Turner对称式结构单色仪4.实时非侵入与非破坏性检测5.无须或极少准备样品6.无消耗性化学废弃物7.高分辨率8.工作波数范围大，最低可探测波长可达538.9nm9.可对样品表面进行um级的微区检测10.可进行显微成像测量11.快速检测12.操作简便工作原理当一束频率为v0的单色光照射到样品上后，分子可以使入射光发生散射。
大部分光只是改变光的传播方向，从而发生散射，而穿过分子的透射光的频率，仍与入射光的频率相同，这时，称这种散射称为瑞利散射；还有一种散射光，它约占总散射光强度的10^-6～10^-10，该散射光不仅传播方向发生了改变，而且该散射光的频率也发生了改变，从而不同于激发光（入射光）的频率，因此称该散射光为拉曼散射。
在拉曼散射中，散射光频率相对入射光频率减少的，称之为斯托克斯散射，因此相反的情况，频率增加的散射，称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常大多测定的是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。
散射光与入射光之间的频率差v称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本身的结构有关。
拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的。
拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。
这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据。
应用领域1.石油领域检测石油产品质量、定性分析石油产品组成或种类2.食品领域用于食品成分的“证实”，以及掺杂物的“证伪”3.农牧领域农牧产品的分类及鉴定4.化学、高分子、制药及医学相关领域过程控制；质量控制、成分鉴定、药物鉴别、疾病诊断5.刑侦及珠宝行业毒品检测；珠宝鉴定6.环境保护环保部门水质污染监测、表面污染检测和其他有机污染物7.物理领域光学器件和半导体元件研究8.鉴定古物古玩鉴定、公安刑事鉴定等其他领域。
拉曼(Raman)
拉曼光谱及应用
王伟/Andy Wang andy-wang@ 2015年11月27日
Titan Electro-Optics
1.拉曼效应
散射光
0
入射光
0
透射光
1928年，印度物理学家C. V. Raman他们在用 汞灯的单色光来照射CCl4液体时，在液体的散射 光中观测到了频率低于入射光频率的新谱线。
4.显微共焦拉曼系统（RTS)
激光选择
陷波滤光片 分束 器
Titan Electro-Optics
显微共焦技术
Titan Electro-Optics
4.显微共焦拉曼系统（RTS)
Titan Electro-Optics
Titan Electro-Optics
1.拉曼效应
散射是光子与分子发生碰撞的结果
激发虚态 E1 + h0 h0 E0 + h0 h0 h0 V=1 V=0
Rayleigh散射 Raman散射
h(0 - )
h(0 + )
E1 E0
h
Titan Electro-Optics
4.显微共焦拉曼系统（RTS)
Titan Electro-Optics
5.拉曼应用
指纹谱，物质鉴定（文物，法学医学，宝石，安检等） 半导体材料，晶体材超导晶格振动（高温拉曼）温度测定（利用反斯托克 斯线对温度敏感的特性，分布式光纤拉曼测温） 各种聚合物，高分子，固体，生物材料研究
Titan Electro-Optics
拉曼光图谱
拉曼光谱的特征：1. 对不同物质Raman 位移不同； 2.对同一物质与入射光频率无关；是表征分子振-转能级的特征物理量；是定性与结构分析的依据； 3.拉曼线对称地发布在瑞利线两侧，长波一侧为斯托克斯线，短波一侧为反斯托克斯线； 4.斯托克斯线强度比反斯托克斯线强；
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产品优点
多功能 用户可以测量固体、液体以及粉末样品，即便这些样品在透明包装或透 明容器中。
灵敏性 PeakSeeker Pro 完全满足 USP Monograph 1120 对分辨率，灵敏度 及稳定性的严格要求，探测器冷却到 -20 C，高阻塞激光线滤波片阻挡 了瑞利散射，并分离出拉曼散射，已用于有价值的分子分析。
超快激光及附件
超快激光显示、测量和 管理设备
超快激光元器件
性能参数
参数 激发波长 激光功率 光谱覆盖范围 (cm-1) 光谱分辨率 (cm-1) 波长稳定性 (cm-1) 光度稳定性 光学 功耗 尺寸 重量 操作温度 (° C)
785nm 5 - 300 mW 200 - 3000 ~12 <1 in 12 hours <4% in 12 hours NA = 0.22. Sample size = 0.1 - 0.3 mm Rechargeable battery, >4 hrs./charge 8.5" x 4.3" x 2.5" 3 lbs. -25° to 45° C
Pinpointer™ 在一个手持式系统内实现了全系列 Raman 波谱 测试功能， 真正的价廉物美。整套系统由一台带 Windows 系统的微型电脑控制， 它的 RSIQ™ 软件使您能够方便快速 地记录谱图。 备选的 ID-find 扩展软件带有工业标准格式的 SPC 谱图库，它的一键式数据获取功能可以快速读取被测物 质的数据。
PeakSeeker 对于测量多种形式的样品来说，功能非常齐全。取 样附件包括液体或粉末的样品瓶托架。 用户友好的软件及 USB 连接实现了真正的即插即用操作。外部探头选择可测远程样 品，并通过显微镜配件直接与显微镜相连。 RSM 显微镜 RSM Microscope 和 MSK 工具箱 MSK Microscopy Kit。
Pro 在测量多种形式样品方面具有极高的多功能性。 RAMPKR-785 在有机分子的拉曼指纹图谱区域提供高精度光谱。 取样附件包括液体或粉末的样品瓶托架。 用户友好的软件 及 USB 连接实现了真正的即插即用操作。外部探头选择可 测远程样品，并通过显微镜配件直接与显微镜相连。 RSM 显微镜 RSM Microscope 和 MSK 显微镜工具箱 MSK Microscopy Kit。
光谱仪系统
149
Peakseeker™ 拉曼光谱仪
激光器及附件
光电测试仪器 及附件
光学元器件及 光机器
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Peakseeker™ 拉曼光谱仪 - 最佳用于教学实验室和日常分析中。
由海洋光学公司提供的 PeakSeeker 是目前最实用和最易于使用 的拉曼光谱仪，它对于要求功能齐全，但经费有限的用户是一个 非常好的选择。 PeakSeeker 对于拉曼可行性研究，实验室示范 及基础研究是理想的选择。
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200 - 4500
~6
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NA = 0.22. Sample size = 0.1 - 0.3 mm
15VDC from power adapter 100/240 VAC @ 50/60 Hz
Web 界面
超快激光元器件
微型光纤光谱仪
光谱仪系统
适应性 可供选择的附加软件包括：RSIQ-QUAL，用于未知化学物质确定， 其方法是将所测光谱与存有数千种标准光谱的商业数据库进行对比， 用户还可以创建自己的数据库。 RSIQ-QUANT，该软件是一个多 变量分析工具。还有 RSIQ-CFR 支持 21 CFR Part 11 的关于动态 药品生产管理规范（CGMP）电子计录与电子签名的条例。
Remora 是一款不可思议的手持工具，让您能够远程操作您的光谱仪——您 可以在实验室中的光谱仪进行测量或改变如积分时间与平均信号等参数，而 测量点却在校园的另一头。此外，配有 Remora 的光谱仪能搭建成设备网络， 通过因特网收集实时数据。
技术特点
◆ 为 NIRQuest，Maya2000，QE65000， HR2000+ 或 HR4000+ 光谱仪而设计 ◆ 通过 web 界面设置基本的扫描参数 ◆ 支持大部分网页浏览 ◆ 光谱可以以文本或图形的方式显示 ◆ 日志文件可以记录扫描参数 ◆ 紧凑的设计
微型光纤光谱仪
光谱仪系统
151
Remora 无线光谱设备
激光器及附件
光电测试仪器 及附件
光学元器件及 光机器
超快激光及附件
超快激光显示、测量和 管理设备
产品介绍
Remora 无线光谱设备可以使您的海洋光学光谱仪具有强大的 WiFi 无线传输功能。 您可以通过 Remora 采用无线或以太网的方式获 得 NIRQuest， QE65000， HR2000+ 或 HR4000+ 光谱仪的光谱数据。 您可以通过您的电脑，手机，PDA，iPhome 等终端设备访 问 Remora。你可以使用任何 web 浏览器获得动态的光谱数据和设置试验参数。 添加 Remora 到您的光谱仪是十分快速和便捷的。由于 Remora 采用静态的 IP 地址，使设置变得非常简单，快速浏览 Remora 的网页并进行配置，您就能使用了，整个配置过程只需要几秒钟。
性能参数
模型 激发波长 激光功率 光谱覆盖范围 (cm-1) 光谱分辨率 (cm-1) 波长稳定性 (cm-1) 光度稳定性 光学 功耗 尺寸 重量 (lb) 操作温度 (° C) OPTION
PRO-785
PRO-785E
PRO-532
785
785
532
5 - 300 mW
5 - 300 mW
100 mW
光谱仪系统
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－１ －１ －１ －１ －１ －１ －１ －１
微型光纤光谱仪
超快激光元器件
超快激光显示、测量和 管理设备
超快激光及附件
光学元器件及Байду номын сангаас光机器
光电测试仪器 及附件
激光器及附件
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激光器及附件
光电测试仪器 及附件
光学元器件及 光机器
超快激光及附件
超快激光显示、测量和 管理设备
超快激光元器件
操作简便 最新设计的 RSIQ 软件实现真正的 Point-and-click 操作， 谱图取样， 包括暗电流自动调整，只需等待几秒钟。 一键式校验也让谱图记录缩短 至区区几秒钟。
应用广泛 Pinpointer™ 可以测量任何物质的 Raman 图谱。 本仪器包括一个不锈 钢铠装的光纤取样探头，一套用于非气态物质取样和校验的可调焦的探 头帽，一个内置的带 Windows 系统的微型电脑，以及 RSIQ 软件。
产品优点
高性价比 先进的技术使这种手持式 Raman 光谱仪价格大大降低，简单易用的 RSIQ 软件使用户只要通过一次点击就可轻松完成图谱的收集。
功能强大 备选的 RSIQ-QUAL 软件可让用户从符合通用 SPC 文件格式的各种商 业可用的波谱图库轻松调出上千条标准图谱。 基于真正的 point-andclick 操作，该软件能在数秒内锁定所需，用户可以和下载已存在的商业 谱图一样轻松建立特定的谱图库。
产品优点
多功能 用户可以测量固体、液体以及粉末样品，即便这些样品在透明包装或 透明容器中。
灵敏性 高灵敏度的ＣＣＤ探测器有很宽的光谱范围，运用框架为基础的积分 方式来最大限度地减少感应器的冷却要求。 高阻塞激光线滤波片阻 挡了瑞利散射，并分离出拉曼散射，已用于有价值的分子分析。
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微型光纤光谱仪
光谱仪系统
150
Pinpointer™ 手持式拉曼系统
激光器及附件
光电测试仪器 及附件
光学元器件及 光机器
产品介绍
使用我们最新的手持式产品，使您通过瞄准、点击，轻松完 成材料辨别。 (CBS 在节目 Crime Scence Investigation 中对 其应用进行了报道，在国家地理电视节目中也有报道。)
(W) 14.2", (D) 7.5", (H) 4.3" (36 X 29 X 11 cm)
< 8 lb ( 3.6 Kg)
-25° to 45° C
ADD SUFFIX "-X" ON ORDER CODE FOR EXTERNAL PROBE
超快激光显示、测量和 管理设备
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微型光纤光谱仪
超快激光及附件
超快激光显示、测量和 管理设备
超快激光元器件
性能参数
参数 激发波长 激光功率 光谱覆盖范围 (cm-1) 光谱分辨率 (cm-1) 波长稳定性 (cm-1) 光度稳定性 光学 功耗 尺寸 重量 (lb) 操作温度 (° C)
785nm 5 - 300 mW 200 - 3000 ~12 <1 in 12 hours <4% in 12 hours NA = 0.22. Sample size = 0.1 - 0.3 mm 15VDC from power adapter 100/240 VAC @ 50/60 Hz (W) 14.2", (D) 7.5", (H) 4.3" (36 X 29 X 11 cm) < 8 lb ( 3.6 Kg) -25° to 45° C
psi
psi
直径
微型光纤光谱仪
psi
光谱仪系统
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Peakseeker™Pro 拉曼光谱仪
激光器及附件