CAS140光谱仪介绍和校准原理
光谱仪的工作原理
光谱仪的工作原理光谱仪是一种用于分析和测量光的仪器，它能将光信号分解成不同波长的光谱，并测量各个波长处的光强度。
光谱仪的工作原理基于光的色散和光的检测。
一、光的色散光的色散是指不同波长的光在经过介质时会以不同的角度折射或偏转的现象。
光谱仪利用色散原理将光分解成不同波长的光谱，从而得到光的频谱信息。
光谱仪通常采用光栅或棱镜作为色散元件。
光栅是由一系列平行的凹槽构成的，光线经过光栅时，会发生衍射现象，不同波长的光经过衍射后会以不同的角度偏离。
棱镜则是利用光在不同介质中的折射率不同而产生的色散效应。
二、光的检测光谱仪在分解光谱后，需要对不同波长处的光强度进行测量。
光的检测一般采用光电探测器，常见的有光电二极管（photodiode）、光电倍增管（photomultiplier tube）和CCD（charge-coupled device）等。
光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件。
当光照射到光电二极管上时，光子的能量被转化为电子的能量，产生电流。
光电二极管的输出电流与入射光的强度呈线性关系。
光电倍增管是一种能够放大微弱光信号的器件。
当光照射到光电倍增管上时，光子会引起光电子发射，产生电流。
这些光电子经过倍增过程，通过多级倍增器被放大成可测量的电流信号。
CCD是一种由大量光敏元件构成的图像传感器。
当光照射到CCD上时，光子被光敏元件吸收并转化为电荷。
这些电荷会根据光的强度分布在CCD上的不同位置，通过读取电荷分布来得到光的强度信息。
三、光谱仪的工作流程光谱仪的工作流程一般包括以下几个步骤：1. 入射光的收集：光谱仪通过透镜或光纤将待测光线收集到仪器中。
2. 光的分解：收集到的光线经过色散元件（光栅或棱镜）进行分解，得到不同波长的光谱。
3. 光的检测：分解后的光谱通过光电探测器进行检测，将光信号转化为电信号。
4. 信号处理：电信号经过放大、滤波等处理后，被转换为数字信号。
5. 数据分析：通过计算机或其他设备对数字信号进行处理和分析，得到光谱图像或光谱数据。
光谱仪原理
光纤光谱仪的原理及基础知识2014-05-25光谱学是测量紫外、可见、近红外和红外波段光强度的一种技术。
光谱测量被广泛应用于多种领域，如颜色测量、化学成份的浓度检测或电磁辐射分析等。
是国内领先的光纤光谱仪的生产厂商，以“光谱引领生活”为理念，致力于为国内广大用户提供符合国情的一揽子光谱系统解决方案！光谱仪器一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器。
而在单色仪中通常还包括出射狭缝，让整个光谱中一个很窄的部分照射到单象元探测器上。
单色仪中的入射和出射狭缝往往位置固定而宽度可调，可以通过旋转光栅来对整个光谱进行扫描。
在九十年代，微电子领域中的多象元光学探测器迅猛发展，如CCD 阵列、光电二极管（PD ）阵列等，使生产低成本扫描仪和CCD 相机成为可能。
光纤光谱仪使用了同样的CCD 和光电二极管阵列（PDA ）探测器，可以对整个光谱进行快速扫描而不必移动光栅。
由于光通信技术对光纤的需求大大增长，从而开发了低损耗的石英光纤。
该光纤同样可以用于测量光纤，把被测样品产生的信号光传导到光谱仪的光学平台中。
由于光纤的耦合非常容易，所以可以很方便地搭建起由光源、采样附件和光纤光谱仪组成的模块化测量系统。
光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。
上海辰昶仪器的微小型光纤光谱仪的测量速度非常快，使得它可以用于在线分析。
而且由于它选用低成本的通用探测器，所以光谱仪的成本也大大降低，从而大大扩展了它的应用领域。
•光学平台设计上海辰昶仪器的光谱仪采用Czerny-Turner 光学平台设计（如图1 所示）。
图1 EQ2000光学平台设计图信号光由一个标准的SMA905 光纤接口进入光学平台，先经一个球面镜准直，然后由一块平面光栅把该准直光色散，经由第二块球面镜聚焦，最后光谱的象就被投射到一块一维线性探测器阵列上。
光学平台内包括很多元件，使得用户可以根据自己的应用选择最合适的配置。
这些元件的选择对光谱仪的参数影响非常大，如衍射光栅、入射狭缝、消二级衍射效应滤光片和探测器镀膜等。
光源波谱测试仪器标定校准原理分析
光源波谱测试仪器标定校准原理分析光源波谱测试仪器是一种使用于光谱分析领域的仪器设备，用于测量光源产生的光的波长和强度分布。
为了确保测量结果的准确性和可靠性，对光源波谱测试仪器进行标定校准是非常重要的。
标定校准的目的是建立准确的仪器量化结果与实际光源光谱之间的关系，以确定仪器的测量误差，并对其进行修正。
标定校准可以通过使用已知光源以及参考标准来完成。
光源波谱测试仪器的标定校准可以分为以下几个步骤：1. 光源选择：标定校准首先需要选择合适的光源，常用的有连续光源和离散光源。
连续光源如白光源和氙气灯具有宽光谱范围，适用于光谱仪器的整体性能评估。
离散光源如单色LED和激光二极管适用于对特定波长范围的仪器进行校准。
2. 光源稳定性测试：光源的稳定性对于准确的测试结果至关重要。
通过对光源在一定时间范围内的波长和强度变化进行监测，可以评估光源是否稳定。
常用的测试方法包括光源特性监测系统和光子计数器等。
3. 波长校准：波长校准是光源波谱测试仪器标定校准的重要环节。
在波长校准中，使用已知波长的标准光源，通过与仪器测量结果的比对，确定仪器的波长标定误差，并进行校正。
常用的标准光源包括汞灯和氘灯等。
4. 强度校准：强度校准是光源波谱测试仪器标定校准的另一个重要步骤。
在强度校准中，使用已知光强度的标准光源，通过与仪器测量结果的比对，确定仪器的强度标定误差，并进行校正。
常用的标准光源包括辐射计和功率计等。
5. 数据处理和分析：完成标定校准后，需要对校准结果进行数据处理和分析。
通过对校准曲线的拟合和修正，可以得到准确的仪器校准系数和修正参数。
这些校准系数和参数可以在后续的实际光谱测试中应用，以提高测试结果的准确性和可靠性。
总结起来，光源波谱测试仪器标定校准的原理分析主要包括光源选择、光源稳定性测试、波长校准、强度校准以及数据处理和分析等步骤。
通过正确的标定校准，可以确保光源波谱测试仪器的测量结果的准确性和可靠性，提高仪器的性能和应用价值。
光谱仪的工作原理
光谱仪的工作原理光谱仪是一种用于测量光的频谱分布的仪器。
它可以将光信号分解成不同波长的光谱，并通过测量光谱中不同波长的强度来分析光的组成和性质。
光谱仪在许多领域中都有广泛的应用，如物理学、化学、生物学、天文学等。
光谱仪的工作原理可以分为三个主要步骤：光的采集、光的分散和光的检测。
首先，光谱仪通过一个透镜或者反射镜来采集光信号。
透镜或者反射镜会将光聚焦到一个狭缝上，以限制入射光的宽度和方向。
这样可以避免外界光的干扰，并使得仪器只测量感兴趣的光源。
接下来，采集到的光信号经过一个分光装置，如光栅或者棱镜。
这个分光装置会将光信号分散成不同波长的光谱。
光栅是最常用的分光装置之一，它通过一系列平行的凹槽或者凸起来分散光线。
当光通过光栅时，不同波长的光会以不同的角度偏折，从而形成一个连续的光谱。
最后，光谱仪使用一个光敏探测器来检测光谱中不同波长的强度。
常见的光敏探测器包括光电二极管（Photodiode）、光电倍增管（Photomultiplier tube）和CCD（Charge-Coupled Device）等。
这些探测器可以将光信号转化为电信号，并通过放大和处理电路来测量光谱中不同波长的强度。
除了上述基本原理，光谱仪还可以根据具体的应用需求进行一些改进和优化。
例如，一些高级的光谱仪可以使用多个光栅或者棱镜来实现更高的分辨率和波长范围。
一些光谱仪还可以使用附加的滤光片或者偏振器来调节光的波长和偏振状态。
光谱仪的应用非常广泛。
在物理学中，光谱仪可以用于研究原子和份子的能级结构，从而揭示物质的性质和相互作用。
在化学中，光谱仪可以用于分析化学物质的组成和浓度，例如红外光谱仪可以用于确定有机化合物的结构。
在生物学中，光谱仪可以用于测量生物份子的吸收、发射或者散射光谱，以研究生物份子的结构和功能。
在天文学中，光谱仪可以用于观测和分析天体的光谱，以了解宇宙的起源和演化。
总之，光谱仪是一种非常重要的科学仪器，它通过测量光的频谱分布来揭示物质的性质和组成。
光谱仪原理及其使用步骤
光谱仪原理及其使用步骤光谱仪是一种用来测量物质的光谱特性的仪器。
它通过将入射的白光分解成不同波长的光，然后测量每个波长的光强，以得到物质的光谱信息。
光谱仪广泛应用于物理、化学、生物和医学等领域的研究和实验中。
下面将详细介绍光谱仪的原理和使用步骤。
一、光谱仪原理：1.入射光源：光谱仪通常使用连续光源，如白炽灯或氘灯。
白炽灯在可见光范围内具有连续的光谱，而氘灯则更适用于紫外光谱的测量。
2.准直系统：准直系统用来将光源发出的光束聚焦成平行光束，以便进一步分析和测量。
3.分光系统：分光系统是光谱仪的核心部件，它使用光栅或衍射光栅来将入射光分解成不同波长的光。
光栅是一种具有许多平行的凹槽的光学元件，当光通过其表面时，会产生衍射现象，将不同波长的光束分散成一系列不同方向的光束。
4.探测器：探测器用来测量经过分光系统分解后的光的强度。
常用的探测器包括光电二极管和光电倍增管，它们可以将光信号转化为电信号，并通过放大电路输出。
5.数据处理：光谱仪通过将探测器测量到的光强度与波长关联起来，即可得到物质的光谱图。
通常使用计算机来处理和分析这些数据。
二、光谱仪使用步骤：使用光谱仪需要经过以下几个基本步骤：1.预热：打开光谱仪电源，对其进行预热。
预热时间需要根据仪器的要求来确定，一般为15-30分钟。
2.校准：使用一个已知光谱的标准物质来进行光谱仪的校准。
校准过程可以调整仪器的光程和零点位置，以保证测量的准确性。
3.样品准备：根据需要对待测样品进行预处理。
比如需要溶解、稀释或提取等。
4.设置参数：根据实验要求，设置光谱仪的工作参数。
包括波长范围、扫描速度、光谱积分时间等。
5.建立实验方法：根据测量要求，选择合适的光谱测量方法。
比如吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱等。
6.目标物质测量：将样品放入光谱仪的样品槽中，并根据所选的实验方法进行测量。
可以通过调整样品槽的位置和旋钮来调整入射光强度。
7.数据分析：将测量得到的数据导入计算机，使用相应的数据处理软件进行进一步的数据分析和图像绘制。
光谱仪原理
固態光學實習一、光譜儀器原理及操作1. 光譜儀器原理1-1.光譜儀原理光譜儀是在特定波長範圍來測量來源光線的設備。
先就結構說明再描述其原理。
他的構成包括五個部分1. 入口狹縫：通常由一個長狹縫組成的入口。
2. 一個校準元件，用來將所有通過入口狹縫的光保持平行。
這個元件可能是一個透鏡或是一個色散元件(dispersing element)的少數或整體部分，例如在凹面光柵光譜儀中便是使用這類裝置。
3. 一個色散元件，用來改變通過系統的光強度。
通過系統的光路徑由其波長決定，如光柵、稜鏡。
4. 一個聚焦元件，可將the entry field-stop成像於適當的焦平面(focal plane)上。
5. 一個出口狹縫。
光譜儀最主要的元件是色散元件，它扮演著將入射光依波長之不同進行空間路徑分佈。
在一般的光譜儀而言，此元件為光柵，現介紹光柵的原理。
最基本的光柵方程式如下：sinα+sinβ=10-6×K×nλ(1)α: 入射角(degrees)。
β: 繞射角(degrees)。
K: 繞射級數(diffraction order)。
n:光柵溝槽密度(gr/mm)。
λ:光波長(nm)。
大部分的光譜儀中，入口與出口狹縫的位置都是固定不動的，而光柵則是沿著通過其表面中心的平面轉動。
因此，偏向角D v為一常數，並可由下式取得：D v = β - α(2)假設在波長已給定的條件下，且α與β之值均可被取得，光柵方程式(1)可表示成：10-6×K×nλ = 2sin[(β + α)/2]×cos[(β – α)/2](3)因此，若D v之值已知，α與β之值即可經由(2)、(3)式取得。
角色散(ANGULAR DISPERSION)角色散是指在兩個相差dλ的輻射下，所得到的角度分離量(angular separation) dβ。
(4)dβ: 兩波長間的角度分離量。
dλ: 兩波長間的微分差量(differential separation)。
光谱仪的原理与应用探究
光谱仪的原理与应用探究光谱仪是一种用于分析和测量光学信号的仪器，它通过将光分解成不同波长的组成部分，进而研究和测量光的性质和成分。
本文将探究光谱仪的原理和应用，以及它在不同领域中的重要性。
一、光谱仪的原理光谱仪的基本原理是将光通过一系列的光学元件进行分散和分离，形成一系列波长连续的光谱带，并通过探测器测量每个波长的强度。
光谱仪通常由以下几个基本组成部分构成。
1. 光源：光谱仪的光源可以是连续光源或单色光源，通过产生稳定的光源来保证实验结果的准确性。
2. 光栅或衍射光栅：光栅是一个周期性结构，通过光的衍射将光分解成不同波长的光束。
光栅的刻线间距决定了光的分辨率。
3. 准直器和聚焦镜：准直器将光束整理为平行光，聚焦镜用于将光聚焦到探测器上。
4. 探测器：探测器用于测量光谱中不同波长的强度变化。
常见的探测器包括光电二极管、光电倍增管和CCD。
二、光谱仪的应用光谱仪具有广泛的应用领域，下面将介绍其中几个典型的应用。
1. 光学领域：光谱仪在光学领域中用于研究和测量光的性质。
通过光谱仪可以分析光的波长、频率、功率等参数，从而研究光的发射、传播和吸收规律。
2. 化学分析：光谱仪在化学分析中广泛应用。
通过测量物质在不同波长下的吸收光谱，可以确定物质的结构、成分和浓度。
常见的应用包括紫外-可见吸收光谱分析、红外光谱分析等。
3. 天文学：光谱仪在天文学中有着重要的应用。
通过分析天体的光谱，可以了解星体的化学成分、温度、速度等信息，从而推断它们的性质和演化过程。
4. 生物医学：光谱仪在生物医学中用于研究和诊断。
例如，通过测量生物体组织的荧光光谱，可以检测和诊断肿瘤、癌症等疾病。
三、光谱仪的重要性光谱仪作为光学信号分析的重要工具，在科学研究和工程技术中具有不可替代的地位。
首先，光谱仪可以提供详细的光学信号信息，可以通过分析光谱来了解物质的性质和组成。
这对于研究和探索物质世界具有重要意义。
其次，光谱仪在化学、生物医学和环境监测等领域中具有广泛的应用。
光谱仪的工作原理
光谱仪的工作原理
光谱仪是一种用于分析和测量光谱的仪器。
它的工作原理基于光的分散现象，即当光通过透明介质时，不同波长的光会因折射率不同而发生偏折，从而形成不同位置的光谱。
光谱仪利用这一原理，通过将光分散成不同波长的成分，然后测量它们的强度，进而得到光的光谱信息。
光谱仪由以下几个主要部件组成：光源、入射口、色散元件、检测器和数据处理系统。
首先，光源发出一束宽谱的光，比如白炽灯或者激光器。
然后，光通过入射口进入光谱仪。
入射口可以是一个狭缝，用于控制入射光的大小和方向。
接下来，光通过色散元件，如棱镜或光栅。
色散元件通过折射、反射或衍射的方式，使得不同波长的光分散成不同角度的光束。
这就是光谱的分散效果。
不同的色散元件将产生不同的光谱分辨率和传递效率。
分散后的光束会进入检测器。
检测器可以是光电二极管、光电倍增管或者CCD等，能够将光转化为电信号。
检测器测量光
的强度，并将其转化为电压或电流信号。
最后，电信号被传送到数据处理系统进行信号增强、滤波和数字化处理。
通过对信号的处理和分析，可以得到光谱的特征参数，比如峰值强度、波长位置等。
光谱仪广泛应用于物理、化学、生物学、天文学等领域。
它可以用于检测和分析物质的成分、测量光源的光谱分布、研究原
子和分子的能级结构等。
在实际应用中，还有许多不同类型的光谱仪，如紫外可见光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等，它们使用不同的光源和检测器，以适应不同波长范围内的光谱分析需求。
Instrument Systems CAS 140CT 光谱仪说明书
We bring quality to light.CAS 140CT Array SpectrometerThe CAS 140CT is the latest of Instrument Systems’ high-end array spectrometers, a product line that has achieved extraordinary success around the world. Accurate, robust, and reliable, this instrument offers a peerless combination of attributes. Able to take very accurate measurements, the CAS 140CT is exceptionally stable and durable, even when used continuously in rugged manufacturing envi-ronments. All these unique properties make this spectro-meter the first choice for many applications ranging from production testing to reference measurements in national laboratories.Fiber-optic connectors quickly and conveniently join the spectrometer to a comprehensive range of measurement adapters, creating a turnkey system well-suited for the most diverse spectroradiometric and photometric measurement tasks. Factory-equipped with a USB inter-face, the CAS 140CT may be operated with any notebook. An optionally available PCI interface offers extended triggering possibilities.Innovations in optical and mechanical designAt the heart of the CAS 140CT is an optimized crossed Czerny-Turner spectrograph featuring highly efficient stray light suppression and a wide dynamic range. The integra-ted density filter wheel extends the intensity measuring range to nine orders of magnitude. Thus the instrumentcan measure both very low and very high light intensities without requiring manual adjustments to the measuring setup. Its position recognition method for both the shutter and the density filter wheel make the spectrometer even more mechanically reliable. This feature is particularly va-luable for critical measurement tasks and rugged applica-tions in production testing.Optical design of the CAS 140CT based on an optimized crossed Czerny-Turner spectrographSetting the standard for accuracy and reliability in spectral measurementFeatures at a glanceAvailable in several versions from 200 nm to 2150 nmHigh-end back-thinned CCD detector offers utmost measuring sensitivity and dynamic range Innovative crossed Czerny-Turner spectrograph minimizes stray lightIntegrated density filter wheel enables an extre-mely wide intensity measuring rangeFeatures a USB or PCI interface with extended triggering options2accuracy and reliability LED measurement display measurement spectral measurement |||specificationsHigh-end array detectorsAll UV, VIS, and NIR models come with a cooled, back-thinned, CCD area detector with 1024 x 128 pixels. Its special design prevents condensation despite a cooling temperature as low as -10°C, and it ensures long service life. This sensor also offers exceptional sensitivity and a tremendous dynamic range. What’s more, hardware-based binning of the 128 vertical pixels again improves the signal-to-noise ratio tenfold.The CAS 140CT is ten times more sensitive than standard spectrometersBack-thinned CCD sensors are far more sensitive to si-gnals in the shortwave spectrum (higher blue response) than typical front-illuminated CCDs of other spectrometers. This is particularly beneficial when measuring white LEDs. Alongside back-thinned CCDs, the CAS 140CT also comes with cooled InGaAs and extended InGaAs sensors covering the spectral range up to 2150 nm.KMPDB0038E Spectral response function of a back-thinned CCD and a front-illuminated CCDElectronic accessory identificationIntegrated for the first time in the CAS 140CT, an Ident key identifies accessories to enable reliable operation with several measurement adapters. The code in the measure-ment adapter’s Ident key is compared with the informationin the currently selected calibration file. If they do not match,the software application issues a warning message.The Ident key identifies measurement adaptersVersatile software solutionsVarious software applications are available for controlling the CAS 140CT and analyzing measured results. All pro-grams provide very reliable routines validated by experts and designed to perform radiometric, photometric, and colorimetric calculations.SpecWin Pro and SpecWin LightSpecWin Pro and SpecWin Light were developed for diverse tasks in the lab. SpecWin Light comprises all the basic functions necessary for analyzing and reporting measured values. SpecWin Pro adds even more functions to the tool set for enhanced productivity.DLL and LabVIEW DriverDLL and LabVIEW drivers are available for creating proprie-tary programs. Containing all colorimetric calculations, theDLL readily integrates into customer-specific measuring systems.MultiCAS, MultiTrack and CASPulseMultiCAS software allows users to combine and syn-chronize several CAS 140CTs. For example, a cluster of three spectrometers can capture a wavelength range of 200 to 2150 nm in a single measurement.MultiTrack software was developed to store a sequence of very fast measurements in burst mode.The CASPulse program synchronizes data acquisition with pulsed power supplies, enabling users to test high-power LEDs.3LED test & measurementThe CAS 140CT is the perfect instrument for testing all op-tical parameters of LEDs, OLEDs, and solid-state lighting products. Beyond that, the CAS 140CT’s exceptional accu-racy and reliability have made it the time-honored, interna-tionally recognized reference in LED test & measurement, both in the lab and on the production floor.With add-ons such as CIE 127-compliant adapters for measuring luminous intensity and averaged LED intensity (I LED-A and I LED-B ), integrating spheres in various sizes for measuring luminous flux, and a compact goniophotome-ter for analyzing spatial radiation pattern, the CAS 140CT is a turnkey LED measuring system. Thanks to the fiber con-nection, adapters can easily be changed without sacrificing the calibration. All radiometric, photometric and colorimetric quantities such as color coordinates, color temperature, color rendering index, and dominant wavelength are calcu-lated from each measured spectrum.LED-436 luminous intensity measurement adapterPrecision test sockets serve to mechanically align the LED and to provide electrical power. Therefore, the LED remains in exactly the same position in the measurement adapter, ensuring reproducible results. Instrument Systems also offers special test sockets with passive and active cooling for operating high-power LEDs. The LED-850 test adapter with active TEC control allows the LED to be set to a specific temperature.LED-811 test sockets for high-power LEDsLEDGON goniophotometerThe spatial radiation pattern of individual LEDs, LED ar-rays, and smaller LED modules are easily determined using the LEDGON 100 goniophotometer. And a special software function provides a convenient and very precise goniometric method of measuring radiant power and total luminous flux.4LED measurement spectral measurement ||specificationsdisplay measurement accuracy and reliabilityLEDGON 100 goniophotometerLED Tester for the production floorThis all-in-one system consists of a compact 19“ cabinet with a CAS 140CT array spectrometer, a Keithley24xx/26xx source meter, and a Windows Workstation PC. The LED Tester was designed specifically for taking auto-mated measurements in production settings, that is, to control mechanical handlers and sorting machines. Within just 50 ms, the LED Tester can measure all radio-metric, photometric, and spectral properties of an LED, as well as current and forward voltage.Highly accurate measurement of white LEDsThe CAS 140CT’s superior accuracy is certainly persua-sive, especially when it comes to measuring white LEDs. Their special spectral power distribution poses great chal-lenges for measurement equipment, and most spectrome-ters fall short of the mark. Low-cost spectrometers, espe-cially, are not suitable for measuring white LEDs because they base on front-illuminated line CCDs and have a very limited dynamic range. The CAS 140CT, however, excels in every key benchmark such as dynamic range, linearity, stray light suppression, and signal-to-noise ratio.The limited dynamic range of front-illuminated CCDs introduces considerable error margins when determining the color coordinates and color temperature of white LEDs.A logarithmic view of spectra shows what the linear scale hides - low-cost spectrome-ters yield noisy measurements.Technical specifications for LED measurement*1 Applies to a standard 100 µm slit; other values apply to optional 50 µm and 250 µm slits.*2 Applies to a signal-to-noise ratio of 10:1 for a yellow LED with 585 nm and with LED-436 adapter; values for white LEDs are higher by a factor of 20 to 100.*3 Applies to a signal-to-noise ratio of 10:1, for a yellow LED with 585 nm and with ISP250 integrating sphere; values for white LEDs are higher by a factor of 20 to 100.*4 Immediately after calibration relative to the calibration standard, for diffuse LEDs and without density filters.*5Applies to color LEDs, with sufficient dynamic range and after calibration; indicated errors refer to the twofold standard deviation.5DTS 140 – the full-fledged system for measuring displaysInstrument Systems offers a turnkey system designed to measure the radiance, luminance, and color of displays and panel graphics. Based on the CAS 140CT, DTS 140 series display testing systems are universally applicable regardless of display technology, be it an LCD, CRT, OLED,or LED display.DTS 140 with manual positionerThe TOP 200 telescopic optical probe, connected to the spectrometer via a fiber-optic light guide, launches the light into the spectrometer. The TOP 200’s versatile fiber connector also affords users the opportunity to easily change the measurement adapter and configure the DTS 140 for other measurement tasks. This extends theinstrument’s application range considerably, providing a benefit that compact spectroradiometers with an integra-ted lens lack.Wide range of applicationsAn extensive selection of lenses is available for the TOP 200 to accommodate different spot sizes and various distances to the test object. The HRL 90 high-resolution lens, for example, serves to analyze tiny graphics and structures with diameters as small as 0.075 mm.Equipped with an aperture mirror with a very slight 15° in-cline, the optimized Pritchard-style optical design delivers perfectly sharp and round measurement spots. The TOP 200 features an integrated viewfinder camera that captures the targeted field of view for presentation on the computer screen, making it so much easier to pinpoint the measure-ment spot on the test sample.The viewfinder camera also provides good visibility even at low brightness levels.6accuracy and reliability LED measurement display measurement spectral measurement ||specificationsTechnical specifications for display measurement*1 Applies to a standard 100 µm slit; other values apply to optional 50 µm and 250 µm slits.*2D istance from the test sample to the TOP 200’s front panel; for models with the 60 mm lens, basic calibration is done at a working distance of 50 cm.*3 Measured at aperture 2 and according to MIL-L-85672A.*4 For the 60 mm lens, the measurement spot diameter depends on the working distance.*5A pplies to a signal-to-noise ratio of 10:1 in the spectrum, measured with standard illuminant A without density filters; measuring sensitivity improves tenfold with narrowband LED spectra.*6 Immediately after calibration relative to the calibration standard.*7With sufficient dynamic range and after calibration; indicated errors refer to the twofold standard deviation.Patented precision for the best resultsDeveloped specifically for the TOP 200, a special multi-mode fiber connection with a patented mode mixer ensures the spectrometer captures all the light launched into the optical fiber. The mode mixer also eliminates transmission fluctuations caused by fiber movements, and reduces polarization sensitivity to a very low level.DTS 140 NVIS for testing night-vision compa-tible displaysInstrument Systems developed the DTS 140 NVIS speci- fically to test military displays and panel graphics according to MIL-L-85762A and MIL-STD-3009. Based on the robust CAS 140CT array spectrometer technology, this system is an excellent choice for rugged manufacturing and quality assurance applications where toughness, reliability, and ease of use matter.The pass/fail test functions available in the SpecWin Pro software facilitate fully automated measurements.One of the biggest challenges in taking NVIS measure-ments is correctly capturing the huge differences in intensity between the visible (380 to 650 nm) spectralrange and the near infrared (650 to 930 nm) spectral range. This is why the DTS 140 NVIS is based on a modified version of the CAS 140CT with even more powerful stray light suppression and a mechanism that automaticallyadjusts measurement sensitivity to cope with varying signal intensities.Consequently, the measured results – even for filtered incandescent panels – correlate exceedingly well with reference scanning spectroradiometers.7Versatility in spectral measurementThe CAS 140CT is well-equipped to meet all the demands of spectral measurements and photometry. Armed with a versatile fiber connector, a wide range of accessories, and powerful software functions, it masters all prevailing measurement challenges. System solutions are also available for photovoltaic applications as well as for analyzing fast combustion processes and special-effect finishes.Spectroradiometry and photometryVarious EOP series optical probes connect via optical fiber to the CAS 140CT to measure irradiance and illuminance.EOP series of optical probesInstrument Systems offers optical probes with primarily directional response characteristics and high light through-put or with excellent cosine correction and the resultant greater loss of light. Additionally, the ISP 40 integrating sphere was developed to offer both a broad spectral range and very good cosine correction.Quality in light and colorThe CAS 140CT’s robustness and excellent spectral measuring accuracy has prompted renowned lamp manu-facturers to use it to test their discharge lamps on the production floor. Measuring photometric and colorimetric quantities such as total luminous flux, correlated color temperature (TN) and color rendering index (CRI) with an integrating sphere is a key component of ongoing quality control. This demands very accurate measurements, espe-cially when determining color coordinates, and in the past only precision scanning spectrometers were able to meet this demand.Furthermore, the CAS 140CT takes measurements very quickly, and is able to analyze the spectral output of a lamp during power-on at much the same speed as a photo- meter.The various ISP series integrating spheres serve to deter-mine the radiant power and total luminous flux of all kinds of light sources ranging from lamps and luminaires in ge-neral to diverse solid-state lighting products in particular.8accuracy and reliability LED measurement display measurement spectral measurement ||specificationsThe ISP 1000 integrating sphere with 1 m diameterPrecision in UV measurementsThe CAS 140CT’s excellent stray light properties and a special calibration method also ensure that light sources are measured accurately in the ultra-violet spectral region. In combination with the TOP 200 telescopic optical probe, it measures radiance to ascertain lamps’ eye safety (accor-ding to CIE-ISO S009). Various software-based weighting functions are easily applied to the measured spectrum.Lightning-fast for flash lampsAn optical probe equipped with a fast shutter for captu-ring short light pulses (no shorter than 4.5 ms) comple-ments the CAS 140CT to create the perfect measuring setup for flash lamps.Emission spectrum of a flash lamp measured with two CAS 140CTsWith this shutter, the spectrometer is able to analyze a small section of the flash’s temporal intensity profile. This abilityis critical when using flash lamps for testing solar cells.Additionally, up to three CAS 140CTs may be clusteredand synchronized. With this technology, it is possible to capture a broad spectral range of 200 to 2150 nm in just one measurement and within a few milliseconds.Transmission and reflection measurementsWith its exceptional stability and low stray light, the CAS 140CT is also well-suited for taking transmission and reflection measurements. Its versatile fiber connector accepts various measurement adapters, each optimized for a specific application.For example, the CAS 140CT, in combination with the ISP 150 integrating sphere, is able to determine the diffuse transmission and reflection of scattering samples and solar cells in compliance with the DIN 5036 standard.Measuring the diffuse reflection of solar cellsInstrument Systems developed the GON 360 goniometer to measure optical components as well as the specular transmission and reflection of coatings. Available in a manual and a motorized version, this goniometer serves to examine samples at variable illumination and observation angles. Compact measurement adapters are also availa-ble for measuring reflection and transmission with fixed geometries.GON 360 for transmission and reflection measurements at variable angles9Technical specifications*1 Approximate value for a 100 µm (IR2 model 250 µm) standard slit. Other values for optional 50 µm and 250 µm slits.*2 Measured with an OG 455 cut-off filter at 400 nm and a silicon filter (1200 nm cut-off wavelength) at 1000 nm, relative to the peak intensity of unweighted spectral data.*3 Measured at 150 nm distance to the left of the peak wavelength, relative to the peak intensity of unweighted spectral data.*4Measured with the EOP-120 optical probe and OFG-414 fiber bundle at 600 nm (and at 1200 nm for the IR1 model and at 1600 nm for the IR2 model), a signal-to-noise ratio of 10:1, and without averaging.*5 Immediately after calibration relative to the calibration standard, and without density filter.*6 At shortest integration time, without averaging and at 15.000 counts signal level. When averaged, this value improves (e.g. averaged over 9 times equals a threefold noise reduction).*7 Applies to a LS100-130 light source after 1 hour warm-up time.*8 Applies to IR1 model in low-gain mode only; maximum integration time in high-gain mode is 15 sec.10specificationsOrdering informationInstrument Systems constantly endeavors to develop products further. Any technical changes, errors, or misprints do not constitute grounds for claims to compensation.Our General Terms and Conditions apply in all other respects.11Instrument Systems GmbHKastenbauerstr. 281677 Munich GermanyTel.: +49 89/45 49 43-0Fax: +49 89/45 49 43-11E-Mail:************************** b _c a s 140c t _e n _V 2.2。
光谱仪原理及其使用步骤
光谱仪原理光谱仪采用的发射光谱原理，发射光谱(OES是一项用于检查和定量分析材料中组成元素的技术。
OES 利用每个元素都有其特有的院子结构的事实。
当吸收到附加的能量时，每个元素发出特有波长的光，或颜色。
因为没有两个元素有相同的光谱线。
所以元素能够被分辨出来。
发射光谱线的亮度与对应的元素在油样重的数量成正比，这样可以确定元素的浓度。
在通常情况下，激发之前，每个元素的电子以它的最低能量被传递给油液或燃料，导致样品汽化。
原子中的电子吸收能力并暂时被迫离开其元素核而达到一较高的、不稳定的运行轨道。
在达到此不稳定状态后，电子释放所吸收的能量并返回基态或稳定状态。
所释放的能量是一特定值，与受激原子内电子跃迁时的能量变化值相对应。
能量以光的形式发出，次光线有一固定的频率或波长(频率与波长成反比，其由电子跃迁时的能量决定。
由于有些复杂原子的许多不同电子可能会有多种不同的能量跃迁，所以会发出许多不同波长的光线。
这些光谱线唯一对应于某种元素的原子结构。
光谱线的强度正比于样品中被测元素的浓度。
如果在样品中存在不止一种元素，则对应每个元素将分别会出现明显不同波长的光谱线。
为了辨别和定量分析在样品中出现的元素，必须分开这些谱线。
通常在许多可能的选择中只有一条光谱线被选来决定某一元素的浓度。
被选谱线一般亮度较大，并能免受其他元素光谱线的干扰。
为了实现这个目的，需要一套光学系统。
所有的发射光谱分析仪系统都由三个主要部分组成。
它们是1 激发源，2 光学系统，3 读出系统。
光谱仪使用步骤一机器启动光谱仪启动时注意事项：（1）光谱仪两次开机之间至少应相隔20min ，以防频繁启动烧毁内部元器件（2）光谱仪背面有5个开关，开机时按照编号1~5依次按下，两开关按下之间应相隔20s 左右。
关机时，按照编号5~1依次按下。
4Electronic HUPSMainsVacuumWater图光谱仪开关（3）打开氩气阀，使气压保持在0.2~0.4MPa之间（4）维持瓶内气压在2~3MPa以上，若气压低于该值，则应更换新的氩气二登陆 1、开机开机用户名：arlservice 密码：3698521472、进入OXSAS 系统账号：（1）!SERVICE! 密码：ENGINEER（2）！MANAGER ！密码：无（3）！USER ！密码：无通常使用“MANAGER ”权限即可权限：由高到低3、检查仪器状态快捷键F7进入仪器状态三数据备份及数据恢复数据备份及恢复分为软件内部操作、软件外部操作。
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60 mm 18 cm 0,1 - 1*109 0,04 - 3*108 0,01 - 1*108 0,004 -
3*107
HRL 90 23 cm 0,6 - 4*109 0,2 - 1*109 0,06 - 4*108 0,02 - 1*108
HRL 90 23 cm 0,4 - 3*109 0,1 - 1*109 0,04 - 3*108 0,01 - 1*108
光纤
连接光谱仪和光学探头 的光纤中装有 IS 享有 专利的模式混合器。它 使光纤中的传输量即便 在光纤位置改变的情况 下仍保持不变，从而保 证了测量结果的可靠性 和可重复性。
DTS140 系统
CAS140CT配TOP200组成DTS140系统用以测量显示器等
DTS140 系统技术指标
技术参数 光谱范围
CAS 140CT光谱仪校准
光谱仪核心部分是单色仪，其作用是将 光谱信息转换为电信号。建立光谱信息与电 信号的一一对应关系称为校准。
常用校准种类: a) 波长校准. b)光谱校准. c）光阑校准. d) 滤光片校准.e)测量距离校准. f)Slit校 准
校准用光源
HeNe激光器 波长 632.82nm
nm 3,0 nm 0,65 nm
DTS140-231 360 - 830 nm
2,2 nm 0,5 nm
DTS140-233 380 - 1040
nm 3,0 nm 0,65 nm
60 mm 18 cm 0,2 - 1*109 0,06 - 4*108 0,02 - 1*108 0,006 -
4*107
CCD传感器是光电转换器 件。CCD像素 1024x128.
TOP200 光学探头
通过一根光纤将探测到的光 辐射传导至光谱仪。
具有Pritchard 镜头系统
TOP200 内Pritchard 系统
其主要特征是一个可以反射 光线的光学片（其后面是光 纤插口）。它在一定倾斜角 度下安装在镜头内。其上有 很多椭圆形孔（光阑），可 以通过软件选择。光学片反 射的光线通过另一个镜面投 射到取景器上，而通过软件 选择的椭圆形孔在取景器里 则显示为图片正中的黑点 （该点为圆形）。这个点始 终与光学片上的孔以及测量 点保持一致，因此保证了待 测物的精确定位。
光阑、滤光片、测量距离、Slit的校准
同样强度的被测辐射光，通过在TOP200内不 同的光阑 、到被测辐射体的距离;光谱仪器 内的滤光片 、 Slit， 其在CCD传感器产生 的电信号的大小是不同的，为此，需要得到 测辐射光的光谱信息在通过不同条件下的电 信号的一一对应关系。此过程称为光阑、滤 光片、测量距离、Slit的校准
光谱分辨率
数据点间隔
光学探头 TOP200
镜头
目标距离 *)
测量灵敏度范 围
[cd/m²]
光阑 1 光阑2 光阑3
光阑4
精度 亮度 辐射亮度 色品坐标
(x,y) 主波长
±3% ±4% ± 0,0015
± 0,5 nm
DTS140-131 360 - 830 nm
2,2 nm 0,5 nm
DTS140-133 380 - 1040
校准用光源：标准A 光源
即要确定特定波长的辐射光照射到CCD确定的 某一像素。确定该关系的过程称为波长校准。 波长校准用光源：a) HeNe激光器.b)HgAr 灯 测试
光谱校准
确定衍射光栅的辐射光的强弱与CDD 传感器 对应像素产生的电信号的关系，该过程称为 光谱校准。
光谱校准一般分为2步骤： a)确定辐射光的强弱与CCD 传感器产生的电信 号的相对关系。 b)通过相对关系再确定绝对关系。该绝对关系 生成文件，后缀为.isc.称为校准文件。 光谱校准用光源：标准A 光源
HgAr 灯 波长 435.82nm、546.08nm 、696.54nm...等
标准A 光源 a)350-1100nm（或2500nm）标准光谱 b) 标准色温 2856K c) 标准亮度值(cd/m2 )
标准LED 光源 标准面光源
校准原理
波长校准 衍射光栅的辐射光需要与CCD传感器对准。
CAS 140CT - 阵列式光谱仪
特点 光谱测量范围
200 到 2150 nm 带制冷的高端背照明 CCD
探测器 轮式密度滤光片(衰减片） 毫秒时间内的测量时间 可在 USB 和 PCI 接口之
间选择光谱仪的核心部 件。
被测量的光辐射通过一面 凹镜平行照射到衍射光栅 上，并通过它将光辐射分 解为光谱。另一个凹镜最 终将光辐射聚焦至 CCD 传感器。该传感器同时采 集光谱信息。