激光扫描共聚焦光谱成像系统

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分。采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（400~700 nm）内的光谱带宽,其最小光谱带宽优于5 nm。用488 nm激光和低压汞灯实际测量了几条谱线对应的狭缝位置并和理论值做了比较,结果显示实际狭缝位置和理论值的差值均小于0.1 mm。在全光谱和50 μm出射狭缝（对应2.5 nm光谱带宽）对老鼠肾脏组织进行了共聚焦光谱成像实验,获得了老鼠肾脏组织中DAPI标定的细胞核图像和Alexa Fluor^®488标定的肾脏小球曲管图像,实现了对老鼠肾脏组织不同成分的区分。实验结果表明：提出的系统能够进行共聚焦光谱成像,扩大了共聚焦显微镜的适用范围。     

弱辐射光谱编码测量技术的研究

本文将多通道并行检测技术应用于常规的扫描型光谱仪,基于国产WDP500-2A型平面光栅单色仪设计了光谱编码测量系统并进行了实验验证.该系统利用两块多狭缝编码模板分别取代原仪器中的入射狭缝和出射狭缝,既增大了进入仪器的辐射通量,又实现了多个光谱元同时测量的多通道优点,大大提高了仪器分析弱辐射信号的能力.为简化编码运动机构,文中设计了具有循环编码构形的编码模板.模板上的狭缝设计成圆弧状以便有效地补偿衍射光栅的光谱线弯曲,减小测量误差.     

紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测量方法

杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,尤其紫外波段的杂散光对光谱分析更为不利。为了考察平面刻划光栅在光谱仪器中使用时产生的杂散光,采用基于传统Fresnel-Kirchhoff衍射方程导出的杂散光相对强度表达式,数值分析了杂散光产生的原因。数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感。另外,提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,并数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系。此理论分析方法分别为如何在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论参考依据。最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对四个不同波长的杂散光进行了多次测量,使理论值和实验值的相对误差控制在13%左右。     

精密冲制的单色器狭缝机构

单色器是各种光潜仪器的关键部件,而在光栅单色器中狭缝机构亦处于重要地位.以前在各种单色器中大都采用了宽度连续可调的狭缝机构.这种机构较为复杂,要求较高的加工精度.目前光谱仪器中多采用结构相当简单的可换挡或固定宽度的狭缝机构.     

24道大型棱镜光电光谱仪的改装

一、前言沈阳分析仪器厂与四川石油管理局一坪化工厂合作,用WLP-8型光电直读光谱仪的电子柜、光电头与日本岛津QL-170大型石英棱镜摄谱仪改装成的光电光谱仪。本仪器采用两个出射狭缝的两条分析线共用一只光电倍增管的办法,使原来只有12只光电倍增管的光电头,可装24个出射狭缝,从而起24个通道的作用。经过改装和调试,获得了     

用于激光共聚焦显微镜的光谱扫描机构

随着生物医学技术的发展,组织样本经常被多种荧光标记物标记,需要通过光谱成像的方法区分出样本中不同的成分。本文在共聚焦显微镜基础上,介绍了一种由精密丝杠和步进电机控制的狭缝机构实现光谱成像的方法,讨论了狭缝缝片的具体设计和狭缝运动精度对光谱带宽和波长准确度的影响。     

新型柔性铰链式精密狭缝的结构原理及有限元分析

根据上海光源软X射线谱学显微光束线站高光谱分辨的要求,单色光出射狭缝设计采用柔性铰链式精密结构,利用柔性铰链的特性优点,可以实现狭缝开口仅为0～0.5 mm,而且可以精度很高地调节开口宽度.该设计实现了狭缝开口输出位移和输入驱动位移的比例关系.文中介绍了该狭缝结构的机械设计原理及所采用柔性铰链的设计方法,并通过有限元分析软件ANSYS对其进行建模分析,验证了其运动原理和机械强度的设计,确定狭缝能满足上海同步辐射装置的使用要求.     

紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试

杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,紫外波段的杂散光对光谱分析尤为不利.为了考察平面刻划光栅用于光谱仪器时产生的杂散光,采用标量衍射理论数值分析了杂散光产生的原因.数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感.提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系,从而分别为在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论依据.最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对4个不同波长的杂散光进行了多次测量.结果表明,当刻槽周期随机误差、刻槽深度随机误差和表面随机粗糙度分别取0.8 nm、 0.5 nm和1.2 nm时,理论值和实验值的相对误差可控制在13%左右.     

系列讲座:德国蔡司公司光学仪器的使用与保养(2)

<正> 1.3.关于狭缝系统 狭缝系统是保证分光光度计分辩率和能量的关键部件。SPECORD 75IR采用双光路光学零位平衡原理进行测量,光路安排如图1所示: 入射狭缝和出射狭缝按照预置的狭缝程序变化,该程序由一块与主轴联动的凸轮确定,在4000cm~(-1)和400cm~(-1)时开启到最大,在2000cm~(-1)～800cm~(-1)时关到最小,这样确保能量在整个光谱区域内分布均匀。同时狭缝的初始宽     

精密冲制光谱仪狭缝

单色器是各种光谱仪器的关键部件,它是用薄金属板,上面加工有8个互相平行的狭缝两组排列,成一整体,如图1所示。狭缝的加工,从技术上来说,是相当困难和复杂的。近几年,随着科学技术的发展,狭缝的加工,一般采用线切割机床、激光技术、电子束切割、光刻等先进工艺,但用万能工具显微镜检查,发现狭缝还是不规则,且精度差、毛刺大,因而影响仪器的质量。     

Offner双镜三反射成像光谱仪分辨率的研究

针对Offner双镜三反射成像光谱仪的消像差结构,采用几何方法推导出光谱分辨率的计算公式,分析了入射狭缝的宽度、凸面光栅分辨率、系统像差和探测器像元尺寸各个参数对光谱分辨率的影响,提出了分光系统像差的计算方法和优化设计方法,并探讨了提高光谱分辨率的方法和技术,即在优化系统像差的同时,适当减小狭缝宽度和探测器像元尺寸,有利于提高系统的光谱分辨率。该系统利用消像差优化设计同时考虑光谱分辨率的设计方法,具有十分重要的实用价值,为成像光谱仪的研制提供经验和借鉴。     

狭缝宽度对楔形滤光片有效半宽度的影响

在测量窄带通楔形滤光片的光谱透过率时,我们采用了一个宽度很小的狭缝,同时用分光光度计来记录滤光片本来具有的半宽度。为了使较多的能量进入系统,需要增加所采用的狭缝的宽度,因此我们采用了楔的非零宽度,从而改进了透过光的能量分布。实际上,我们必须根据狭缝宽度来积分楔的波长,半波长由其本来具有的数值增加到它的仪器数值。附加的理论区段表示仪器的半宽度取决于在边界以外透过率为零的具有正方形和正三角形通带的滤光片的狭缝宽度的情况。对于一个正方形的通带来说,除了仪器的数值并无增加以外,狭缝宽度可等于本来具有的半宽度。只有通带的倾斜度才能引起变化。较大的狭缝宽     

利用光栅高级光谱调整红外波数

一、单色计—波数机构 该仪器设计为自准光栅单色计—波数凸轮机构,采用波数度盘读数,可读1个波数的精度。图1为其示意图。S_1—入射狭缝,S_2—出射狭缝,M_(11)—平面镜,M_(12)—准直镜,G—反射光栅,L—光栅杠杆,C_1—蜗轮,B_2—蜗杆,B_1—手轮,C_2—波数凸     

一种采用微硅片狭缝的新型微小型光纤光谱仪

研制了一种采用微硅片狭缝代替传统机械狭缝的微小型光纤光谱仪。采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并分析了微硅片狭缝的狭缝不平直度对微小型光纤光谱仪分辨率的影响,通过测试系统分辨率的实验,验证了采用微硅片狭缝的可行性。同时,对微小型光纤光谱仪的光谱带宽和像元分辨力进行了讨论,为波长的标定提供了一种理论依据。通过对采集的汞灯谱线的分析和MATLAB的精确计算,验证了所提出的通用波长-像元迭代公式的正确性,从而研制出了一种采用微硅片狭缝的半峰全宽为0.85 nm,波长标定精度小于0.2 nm,体积为50 mm×46 mm×14 mm的微小型光纤光谱仪。     

高光谱短波红外地物光谱仪的光机设计

基于平场凹面光栅分光和线列阵探测器探测的最新设计方案,进行了短波红外波段地物光谱仪的光机设计。仪器采用光纤导光,两个独立单元分别探测,最大限度地简化了光学及结构设计。更换前置光学系统改变探测视场, 视场内的辐射经过前置光学系统均匀地照亮入射光纤,保证了两探测单元的视场相同。根据入射光通量、光谱分辨率和狭缝的关系确定入射狭缝的大小,仪器光谱覆盖900~2 400 nm,光谱分辨率优于12 nm,适合野外短波红外波段的探测。     

椭圆弯晶谱仪波长分辨能力的改进

讨论了椭圆弯晶谱仪的波长分辨能力。在假设谱线的固有宽度可以忽略的情况下,对两种实际影响椭圆弯晶谱仪波长分辨能力的主要因素,即光源空间尺寸和非理想椭圆分光晶面进行了分析。分别对上述两种情况进行了数学建模和数值模拟仿真。定量地分析了非理想椭圆晶面和光源空间尺寸对椭圆弯晶X射线谱仪波长分辨本领的影响程度,并给出了出射狭缝宽度与椭圆弯晶谱仪波长判读加宽的关系。从理论上论证了光源空间尺寸在限制谱仪的波长分辨能力方面仍然起关键主导作用;结合椭圆分光晶体的结构参数,合理地选择出射狭缝宽度,可使谱仪达到足够好的光谱分辨率和信噪比。用搭建的实验平台进行了实验测试,结果表明,当出射狭缝宽度(2δ)为10mm时,实测的谱线半高全宽(Δλ)为3.1×10-3nm;2δ为4mm时,Δλ为2.3×10-4nm,实测结果佐证了仿真结果的正确性。     

紫外可见光谱仪器的小型化发展及关键技术

介绍了紫外可见光谱仪器的小型化发展方向以及小型化过程中的关键技术；对传统紫外可见光谱仪器与符合现代发展趋势的小型化紫外可见光谱仪器进行了对比分析．分析结果表明．小型化的现代紫外可见光谱仪器在仪器结构、工作速度和方式、信噪比、灵敏度等方面具有优势，在光谱带宽方面有所不足；最后根据分析结果，提出了今后工作的方向。     

高精度光电自动折射仪的瞄准方法及其实现

介绍了一种用于高精度光电自动折射仪并采用振动狭缝瞄准的自动瞄准方法,说明了影像宽度、振动狭缝宽度和振幅之间的几何尺寸关系。该瞄准方法采用计算机控制,实时采集经被测样品出射的单色光信号,根据该信号的幅值和相位自动确定瞄准点。给出了实现该方法的电路原理、系统组成。在365～2600nm范围内对大量光学材料进行测试表明,振动狭缝法的瞄准精度优于±0.1角秒。     

基于凹面光栅的可调高分辨率单色仪结构设计及波长重复性分析

凹面光栅兼具成像和色散的能力,采用凹面光栅分光的单色仪能够很好实现小型化设计和应用到低于200 nm的真空紫外波段。光谱分辨率和波长重复性是单色仪的重要指标,针对单色仪的光谱分辨率,本文将光栅固有分辨率和由狭缝引起的增宽相结合推导出单色仪的光谱分辨率计算模型,利用自研微动狭缝进行实验验证,单色仪分辨率符合理论模型,极限分辨率优于0.1 nm;针对单色仪的波长重复性,在单色仪光机结构参数转换的基础上对波长重复性影响因素进行分析,推导出单色仪的波长重复性计算模型,利用汞灯作为光源进行波长重复性验证其波长重复性优于0.02 nm符合理论计算模型,验证了光机结构设计的有效性和理论分析的正确性。     

应用TU-1950连续光谱带宽测定青霉素钾

青霉素钾其水溶液在室温放置易失效[1],并且在264nm波长处有很窄的特征谱线,因此对紫外可见分光光度计的光谱带宽有更高的要求[2],基于此,应用TU-1950连续光谱带宽测定青霉素钾,可实现自动获取最佳光谱带宽的选取功能,实现快速准确测量的要求。