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基于微型光纖光譜儀等離子體光譜測量解決方案

   隨(sui)著溫度(du)的(de)(de)(de)升高，一(yi)般物質(zhi)依次(ci)表現為(wei)固態(tai)、液態(tai)和氣態(tai)，統稱為(wei)物質(zhi)的(de)(de)(de)三態(tai)。當氣體溫度(du)進(jin)一(yi)步升高時，分(fen)子(zi)(zi)或原子(zi)(zi)將由于(yu)(yu)激烈的(de)(de)(de)相互碰撞(zhuang)而離(li)(li)(li)解為(wei)電子(zi)(zi)和正離(li)(li)(li)子(zi)(zi)。這時物質(zhi)將進(jin)入一(yi)種(zhong)(zhong)新(xin)的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)，主要由電子(zi)(zi)和正離(li)(li)(li)子(zi)(zi)（或帶正電的(de)(de)(de)核）組成的(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。這種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)物質(zhi)叫等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體。這種(zhong)(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)也稱為(wei)物質(zhi)的(de)(de)(de)第四態(tai)。目前(qian)直接測(ce)(ce)量等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體的(de)(de)(de)儀器主要分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei)：一(yi)類(lei)是測(ce)(ce)量等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體的(de)(de)(de)密度(du)和溫度(du)，另一(yi)類(lei)是測(ce)(ce)量等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體的(de)(de)(de)特征譜線（光(guang)(guang)(guang)譜法(fa)(fa)(fa)）。光(guang)(guang)(guang)譜法(fa)(fa)(fa)通(tong)過(guo)光(guang)(guang)(guang)纖探(tan)測(ce)(ce)等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體信(xin)號，通(tong)過(guo)光(guang)(guang)(guang)譜儀進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采集和分(fen)析。在高溫條件下，光(guang)(guang)(guang)譜法(fa)(fa)(fa)作為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)不(bu)介入測(ce)(ce)量診(zhen)斷技(ji)術有著其他方(fang)法(fa)(fa)(fa)不(bu)可比擬的(de)(de)(de)優勢。等(deng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)體光(guang)(guang)(guang)譜監(jian)測(ce)(ce)常應用(yong)于(yu)(yu)半(ban)導體刻蝕等(deng)領域。

1. 等離子光譜測量儀器搭建方案

整套儀(yi)器方案由微型光纖(xian)光譜儀、光纖跳線和余弦校正器組成，示意圖如下：

具(ju)體(ti)配(pei)置(zhi)清單(dan)如下：

2. 儀器介紹：

2.1 微型光(guang)譜儀

RGB-ER-CL微型光譜儀采用交叉非對稱C-T光(guang)路結構，配置先進的(de)CMOS探測器，是一款結構緊(jin)湊、攜帶方(fang)便的(de)通用型(xing)微型(xing)光(guang)纖光(guang)譜(pu)儀，適用于科研及工業生產的(de)光(guang)譜(pu)測量(liang)應用，具(ju)有高(gao)(gao)(gao)靈敏度、高(gao)(gao)(gao)分辨率(lv)、高(gao)(gao)(gao)量(liang)子效率(lv)和(he)高(gao)(gao)(gao)動(dong)態范圍的(de)特(te)點。

RGB-ER-CL微(wei)型光譜儀響應范圍為200～1000nm，狹縫為25μm，分辨率為1.5nm。

RGB-VIS-NIR-CL的波長范圍為400～1100nm，狹縫為25μm，分辨率為1.0nm。用戶也可以選擇不同的光柵配置，得到不同的光學分辨率和光譜響應范圍，以滿足不同的應用需求。另外針對其它波段如200～900nm/200～1000nm/300～1100nm/700～1100nm等可以提供定制。

該款微(wei)型光譜(pu)儀免費提供配套光譜(pu)測量(liang)軟(ruan)件KewSpec。軟(ruan)件包含查(cha)看(kan)、保存、讀取光譜(pu)圖(tu)和數據，以及積分(fen)時(shi)間(jian)、Boxcar平滑和信(xin)號平均等(deng)(deng)信(xin)號處理(li)等(deng)(deng)基本功能，還包含光譜(pu)測量(liang)、吸光度、透過(guo)率、反射率等(deng)(deng)應用測量(liang)模(mo)式。操作界(jie)面簡潔明了，易于上手(shou)。

2.2 光(guang)纖(xian)跳線

KEWLAB提供各(ge)種波長(chang)范(fan)圍、光(guang)纖(xian)(xian)芯徑(jing)和(he)長(chang)度的光(guang)纖(xian)(xian)跳(tiao)線(xian)(xian)，廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)于光(guang)譜分析領域。該光(guang)纖(xian)(xian)跳(tiao)線(xian)(xian)具(ju)有堅實(shi)耐用(yong)(yong)、穩(wen)定(ding)性高、傳輸損耗小等特(te)點。連接光(guang)源(yuan)、微型(xing)光(guang)譜儀，起到(dao)傳輸光(guang)譜信(xin)號的作用(yong)(yong)。根據客(ke)戶的實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)(yong)需求，可選擇不(bu)同(tong)型(xing)號的光(guang)纖(xian)(xian)跳(tiao)線(xian)(xian)。

光纖跳線(xian)覆蓋光譜(pu)范(fan)圍：190-2200nm

光纖芯徑可選范圍(wei)：200、400、600、1000μm等

標準長度：0.5m、1m、2m，其它(ta)長度可定制

外殼材料：金屬(shu)或塑料

2.3 余弦校正器(qi)

余弦校(xiao)(xiao)正(zheng)器(qi)是一種可以收集180°的(de)光(guang)譜(pu)輻(fu)射(she)的(de)采(cai)樣元(yuan)件，CC1余弦校(xiao)(xiao)正(zheng)器(qi)采(cai)用聚四氟乙烯(xi)漫射(she)材(cai)料。CC1 余弦校(xiao)(xiao)正(zheng)器(qi)用于連接SMA905接口的(de)光(guang)纖跳線，用于測量分析(xi)LED光(guang)、激光(guang)、UV-A和UV-B太陽(yang)輻(fu)射(she)光(guang)、環境(jing)光(guang)和其它發(fa)光(guang)光(guang)源。CC1 余弦校(xiao)(xiao)正(zheng)器(qi)可收集180°視場(chang)角的(de)光(guang)，波長范(fan)圍200~1100nm。

參(can)考(kao)文獻(xian)：

[1] 李愛俠,張(zhang)子(zi)云(yun),戴鵬,王翠平,葉柳．等離子(zi)體(ti)光譜儀測定惰性(xing)氣體(ti)成分實驗研究[J]．大學物理(li)實驗,2022,35(3):64-67