1、 1C M 300 型 光栅单 色 仪 一 、 概 述 C M 30 0 是 新一 代的 平面 光 栅单色 仪 。 精度 高 ， 体积 小巧 ， 稳定 可靠 ， 本 产品 由苏州 大学老师 研发 。 图 1 是单 色 仪光路 。 自 19 81 年投 产以 来 ， 历 经多 次重 大改 进 ， 目前已 经接 近国际同 类先 进仪 器的 主要 技术指 标 。 我们提 供配 套附 件十 分齐 全 ， 主要 有 ： 紫外 - 可见 - 近 红外光 源 （ 氘 灯 ， 卤钨 灯 ， 氙灯等 ） ，步进马 达控 制仪 ， 光 电倍 增管型 微弱 光测 量仪 ， 计 算机 A / D 和 I / O 接
2、口 ， 光 源聚光 镜等 。 C M 30 0 型 单色 仪能 方便 地 与配套 附件 和微 型计 算机 配接 ， 组合 成电 脑型 自动 扫描式 多功能光 谱仪 ( 请见图 2) 。 我 们编写 了许 多常 用的 光谱 测量和 数据 处理 的软 件可 供使用 。 组 合成的电 脑型 光谱 仪 ， 适 用 于一些 光谱 测量 ， 如测 量 吸收光 谱 ， 发 射光 谱 、 荧 光光谱 、 拉曼 光谱 、 色度 、 薄 膜厚 度 ， 材 料的反 射率 、 透过 率 、 光 密度等 。 该单 色仪 属强 光 类型 ， 所 以也 可用来产 生波 长可 调的 单色 光源 。 如果 用氙 灯等 强光 源
3、照 射 C M 300 型单 色仪 的 进口 ， 单色 仪的出口 将输 出强 的单 色光 ， 可用 作光 声谱 、 荧 光分 析的单 色激 发光 源 。 C M 30 0 型 单色仪 可以 看做 由一机 械装 架和一 光栅 组 成 。 用 我们 统一的 机械 装 架配合 不同 的 光 栅 ， 就 能 成 为 不 同 波 段 的 单 色 仪 。 波 段 主 要 有2185 - 780nm ; 300 - 800nm ; 400 - 1400nm ; 800 - 3000nm .。 我们提 供的 软件 的功 能有 ： 可变速 ， 可 预置 范围 的波 长 扫描 ， 单色 仪输 出光 信号 的 采集
4、 、处理 ， 谱 图显 示 、 存 储和 打印 。 只 要了 解我 们提 供 的数据 格式 ， 和示 例程 序 ， 用 户就 可以 根据自己 的需 要编 写程 序 。 用 一微机 连接 单色 仪系 统 ， 灵 活多变 地完 成各 种专 用光 谱仪的 工作 ，其中有 些工 作原 来必 须用 十分贵 重的 仪器 ， 这 就 是 C M 30 0 型 单色 仪设 计者 的 意图所 在 。 1 单色仪 的固有功 能是 ： 当用 白光照明 进口狭缝 ， 出口 狭缝 有单色光 输出 ， 输 出单色 光的 波长 由 光栅的角度位置 决定 。 单色仪 内装有步进马达 ， 用来转动光栅 ， 起到调节波长的作用
5、。 2 单色仪的狭缝分为进口狭缝 和出口狭缝 ， 这两只狭缝的 刀片 安装 位置 是不同的 。 图 1 C M30 0 型单色仪光路 ( 顶视图 ) 二 、 技 术参数 1) 光谱范 围 185 nm 800 nm 2) 分光器 件 平面 闪耀 光栅 3) 光路程 式 C ze r ney - - T ur ne 4) 进出口 狭缝 宽度 0.0 1 m m - 3 m m 连续可调 5) 波长示 值误 差 0.2n m 6) 波长重 复性 0.2nm 7) 分辨能 力 （ 半宽 度 ） 0. 15 nm 8) 相对孔 径 D / F = 1 / 6 .5 9) 波长 机 构 步进 马达 带
6、动 的正 弦机 构 （ 可以 配接 计算 机 ） 10) 准直镜 和聚 光镜 的焦 距 F = 3 00m m 11) 工作方 式 ： 仪器 内含 步进 马达 ， 适 合 计算机 控制 三 、 使 用举例 C M 30 0 型 单色 仪如 果与 计 算机连 接 ， 便 能发 挥多 种 自动化 的功 能 。 图 2 表 示 用来测 量材料光 谱透 过 率 的 自 动扫 描式分 光光 度计 。 用户 可 以通过 变 化 部件 的 配 置 ， 做成 各 式各 样的3自动化 光电 分光 光度 仪 ， 用来进 行多 种测 量 ， 如 测 量吸收 光谱 ， 发射 光谱 、 荧光光 谱 、 拉 曼光谱 、
7、色 度 、 薄膜 厚度 ， 材料的 反射 率 、 透 过率 、 光密度 等 。 也 可用 来生 产 高品质 的单 色光源 ， 可 用于 光声 光谱 、 激 光前置 分光 等方 面 。 我们 有 丰富 的 配 套部 件 和 示范 软件 提 供 。 图中 步进马达驱动 、 器微 弱光测量仪 和 计算机接口板 实际上是同一只仪器的 3 部分 。 1 3 0 - 1 型 多功能计算机接口仪 包 含了 这 3 部分 。 这里 为 了说明问题 ， 把一 只仪器的 3 部分 ， 分开 画成红色的 3 个 方 框 。 图 2 用 C M30 0 型单色仪 ， 配置 成 测量材料光 谱透 过 率的 、 自动扫描
8、式 分光 光度计 四 、 单 色仪电 控系 统 为了配 接电 脑 ， 需要 购买 我们生 产 的 130 - 1 型 多功 能计算 机接 口仪 。 130 - 1 型 多 功能 计算 机接 口仪 是 专门 为电 脑型 单色 仪配套 的仪 器 。 多功能计算机接口 仪 多 功能 计算机 接口 仪 含有 （ 1 ） 16 位 二进 制的 输入 口 。 用 于读入 单色 仪的 工作 状态 。 （ 2 ） 16 位 二进 制的 输出 口 。 用 于控制 单色 仪 。 3 ） （ 3 ） 单色仪 的 步 进马 达的 驱动 电源 。 单色 仪中 装有 步进 马达 ， 用作 波长 扫描 。 （ 4 ） 两路
9、 12 位 A D 转换 器 。 用于接 受单 色仪 实验 中产 生的 模 拟电 压信 号 ， 把0 - 5V 的电 压转 换成 二进 制 数 （ 0 - 4095 ） 供 计算 机使 用 。 用法 ： 把单色 仪的 电缆 插头 插入 接口仪 的对 应插 口 ， 把模 拟电压 信号 电缆 插入 接口 仪的对应 插口 ， 然 后用 电缆 把 接口 仪 与 计算 机的 并口 联结 ， 这样 就组 成了 一套 电脑型光谱仪 。 计算机软件 我们提 供计 算机 软件 能方 便地用 于 C M 3 00 型单 色 仪 ， 组 合成 自动 扫描 式多 功能 光步进马达驱动器单 色 仪 点燃光源的电源 进
10、光口狭缝 出 光口狭缝 光电倍增管待测量样品 微弱光测量仪 计算机接口板 计 算 机 溴钨灯 、 氘灯 、 氙灯 4谱仪 ， 软件 的功 能有 ： （ 1 ） 可调节 步进 马达 变速 （ 2 ） 可预置 波长 扫描 范围 （ 3 ） 单色仪 输出 光信 号的 采集 ， 得到 光谱 图 ， 实时 显示 （ 4 ） A S C 码 存储 光谱 数据 （ 5 ） 数据处 理 ： a) 求光谱 透过 率光 谱 b) 差分光 谱 ， c) 寻找光 谱线 对应 的波 长数 据 ， d) 鼠标点 击光 谱线 得到 半宽 度值 用户了 解了 存储 的数 据格 式后 ， 就可 以根 据需 要 ， 自己编 写数
11、 据处 理程 序 。 五 、 供 选购的 部件 有 了一 台 C M 3 00 型单 色仪 和 13 0 - 1 型 多 功能 计算 机 接口仪 就能 把它 们连 接到 计算机 ,成为一 套智 能化 的波 长扫 描单色 仪 。 我 们提 供丰 富 的 配 件 供用 户 选 购 ， 它 们 能积木 式的 组装到 单色 仪上 , 组 合成 适合 各 种要求 的 电 脑型 分光 光度 仪 。 部件分 为 5 大类 （ 请 登录 网页 w w w .s uzhou - guang di a n. com ） ： （ 1 ） 光源 、 灯电源 类 ： 溴钨灯 及稳定电源 、 氘灯 及稳定 电源 、 氙灯
12、 及稳定电源 、 波长灯 及 电源 。 （ 2 ） 光电测 试仪 器 : 微弱 光测 量仪 、 双光 路测 量仪 。 （ 3 ） 传感器 ： 光电 倍增 管 、 硅 探测器 、 蓝 硅探 测器 、 硫 化铅探 测器 。 （ 4 ） 积分球 、 白 板 、 光 纤类 （ 用作测 量材 料的 透 射 率 、 反射率 等的 附件 ） 。 （ 5 ） 光栏 、 狭缝 、 光 源聚 光镜 、 凹面 反射 镜 、 可调 支架 。 常用部件说明 1 氘灯及溴钨灯稳定光源 溴钨灯 能发 出可 见和 近红 外光 ， 氘 灯则 发出 紫外 光 ， 它 们常 作为 光谱 分析 仪 的光源 。 本仪器用 专用 电源
13、对溴 钨灯 和氘灯 的供 电 ， 并对 钨灯 的 供电电 压和 氘灯 的供 电电 流实施 良 好 的稳定 ， 从而 得到 稳定 的 紫 外 、 可 见和 近红 外 连 续光 谱 光 源 。 主要技 术指 标 （ 1 ） 溴钨灯 （ 50 W /12 V ） 产生 连 续光谱 的范 围 ： 380 n m - 3 0 0 0nm （ 2 ） 氘灯 （ 22W/ 3 00mA ） 产生 连续光 谱的 范围 ： 18 5nm - 4 00nm （ 3 ） 稳定电 源 a. 稳压 源 ： 电压 稳定 值 1 2 V b. 稳流 源 ： 调定 在 3 00mA c. 工作 方式 ： 连 续 2 、 13
14、0 L P - X e 可调光强式 稳定电源及超高压球 形氙 灯光源 说明 （ 1 ） 概述 超高压 球形 氙 灯 光源 点燃 时能产 生较 强的 连续 光谱 的光辐 射 ,其色 温可达 5 600 K ,波长 从300 nm 到 110 0 nm ,而且寿 命较长 ,是 用于 光谱 仪 器 和 光学测 量的 新型 光源 . 130L P - X e 可 调光 强式稳 定 电源是 配 套 150 - 500W 超 高压球 形氙 灯的 稳流 电源 ,仪器面 板上设由 旋钮 ,用 来调 节输 出 到灯上 的电 流 ,从而 能使 氙 灯发出 连续 可调 的光 强 . 超高压 球形 氙 灯 , 电 子
15、触 发器 ,光学 元件 和冷 却风 机 共同装 置在 一只 光源 箱内 . 光源 点燃时其 出射 光线 会聚 成一 点 , 会 聚点 位于 光源 箱出 射孔 前 30 m m 处 . 5（ 2 ） 主要技 术指 标 1) 350 W 超 高压 球形 氙 灯工 作电 流不 得超 过 1 6 A ,这 时 氙 灯 2 极之 间的 工 作电压为 21 - 22V . 2) 130L P - X e 可调 光 强式稳 定电 源电 流调 节范 围 : 6 - 25A ( 350 W 氙 灯电 流 不得超 过16A ) . 3) 光线 会聚 点位 于光 源箱出 射孔 前 3 0 m m 处 4) 光源 箱
16、冷 却方 式 : 风冷 . 5 ) 光源 寿命 : 1 000 H . 6) 工 作方 式 : 连续 . 3 P M T 型微弱光测量仪 （ 1 ） 概述 仪器 用于 微弱 光强 的 相对测 量 。 主机 含微 电流 放大器 和负 高压 电源 。 仪 器适配 我们 提供的多种 光电 传感 器 （ 例 如 :光电倍 增管 、 光 电二 极管 、 光电 三极 管 、 光电 池等 ） 。 本仪器 中设 计有 灵敏 的微 电流放 大器 ( 分辨 力为 10- 10A , 转换 倍率 分档 可调 ) , 用于对 光电倍增 管 、 光 电二 极管 等 光电传 感器 测得 的光 电信 号的线 性放 大 ，
17、放 大后 的 电压可 以从 主机面板上 的仪 表直读 ， 也 可 以外接 数字 电压表 ， 笔 记 录仪或 计算 机 ( 我们 也提 供 计算机 的 A / D卡和示 范软 件 ) 。 本仪 器中设计有负 高压电源 ,专门用于 光电倍增管 （ PM T ） 的工作电 压 ， 其负高压 稳定并且连 续可 调 。 本 仪器 的 光电倍 增管 座可 与单 色仪 出口狭 缝联 接 ， 可 充当 分 光光度 计的 微弱光测量 部分 ， 用 于材 料的 光谱分 析 。 如果 在 PM T 壳 座的进 光窗 口上 配置 针孔 和狭缝 ， 则 可精细的 测量 光场 中的 各点 光强 ， 可 用于 研究 全息
18、散 斑 ， 光学 衍射 花样 等的 光 强分布 ， 也可 以用于测 量化 学发 应过 程中 的 发光 。 （ 2 ） 主要技 术指 标 1 ） 高 压输 出范 围 ： 负 20 0 V 负 1200 V 连 续可 调 。 2 ） 高 压稳 定性 ： 市 电压 变 化 10% ， 高 压变 化小 于 0. 2 V 。 3 ） 高 压中 交流 电压 ： 小 于 30m V 。 4 ） 放 大器 增益 分档 ： 1 、 3 、 1 0 、 30 、 1 0 0 。 5 ） 微 电流 放大 器的 最小 分 辨为 5 10-11A 。 6 ） 放 大器 线性 度 ： 优于 0 .5% 。 7 ） PMT
19、 壳 座适 配 1 1 脚 （ 九级 ） 侧窗 式 的 PM T ， 设 有旋转 式光 闸和 可安 放滤 光片的光 窗 ， 侧窗 适配 我们 的单色 仪 8 ） 放 大器 适配 ： 光 电倍 增 管 ， 兼 配光 电二 极管 、 光 电三极 管 、 光电 池等 。 4 聚光镜及其 支架 用于把 光源 的光 会聚 到单 色仪进 口狭 缝上 。 透镜材 料 ： 熔石 英材 料 ， 适用于 紫外 可见 近红外 光 透镜孔 径 ： 与单 色仪 相配 。 六 、 联 系我 们 苏 州 大 学 苏 州 一 村 光 电 网 站 ： w w w .s uzhou - guangdi an.c om E m ai l : 6egua ng di an s o 技术负 责 朱亚 一 先 生 电话 ： 0512 - 6212 0171 ， 13 862069 677
