微型高分辨率光纤光谱仪在等离子体领域的应用

2013-03-12 13:35:00来源: 21IC
1.引 言

随着温度的升高,一般物质依次表现为固体、液体和气体,它们统称物质的三态。当气体温度进一步升高时,其中许多,甚至全部分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。这时物质将进入一种新的状态,即主要由电子和正离子(或是带正电的核)组成的状态。这种状态的物质叫等离子体,它可以称为物质的第四态。

目前,直接测量等离子体的仪器分为两大类:一大类是测量等离子体的密度和温度,方法又分两种:一种是根据落到传感器上的带电粒子产生的电流来推算,如法拉第筒、减速势分析器和离子捕集器,另一种是探针,通过在探针上加不同电压引起的电源变化推算;另一大类是测量等离子体的特征谱线(光谱法),使用光纤探测等离子体信号,通过光谱仪进行数据采集和分析,如荷兰Avantes 公司的微小型、高分辨率、多通道光纤光谱仪。下面主要介绍光谱法测量等离子体。

2.实验部分

2.1 仪器原理

荷兰Avantes 公司的AvaSpec-2048FT快触发型光谱仪,采用对称式光路设计,入射焦距和色散焦距都是75mm;包括光纤接头(标准SMA 接口,也可以选择其它类型的接口)、准直镜、衍射光栅、聚焦镜和Sony ILX554B型2048 像素线阵CCD 探测器,波长范围200-1100nm,最高分辨率0.04nm,接口方面提供USB1.1 或USB2.0接口、RS-232 接口和I/O 数字/模拟接口。

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图1 光学平台

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图2 AvaSpec-2048FT 快触发型光谱仪

2.2 功能及特点

2.2.1 外触发功能

AvaSpec-2048FT 快触发型光谱仪能够在接受外触发信号之后仅延迟1.3 ,s 就开始采样;该光谱仪还可以发出一个TTL 信号来触发脉冲激光器,而且在AvaSoft 软件中可以设置采样开始时间与该激光脉冲之间的延迟(-42ns 至2.7 ms,步长42 ns),-42 ns 的负延迟采样时间的特性对测量脉冲激光器非常有用。

AvaSpec-2048FT 的这些特点使其适用于需要快速响应和需要与外触发信号精确同步的应用领域(它的时间抖动只有± 21 ns),例如传送带上的产品检测等。而输出TTL 信号的特性则可使其用于激光诱导击穿光谱(LIBS)测量或荧光测量,这些应用都要求激光脉冲发射一段时间之后开始采样。

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图3 外触发时序图

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关键字:高分辨率  光纤光谱仪  等离子体

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0312/article_7011.html
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