一、产品特点
- 190-840nm 宽波段覆盖：覆盖紫外到可见光波段，适合紫外吸收、可见光颜色、透过率、反射率和光源光谱测量。
- 高灵敏度专业型结构：内置消阶衍射滤光片和增强柱面镜，兼顾杂散光抑制和弱光采集能力。
- 2048 像素滨松探测器：采用 Hamamatsu S11639-2048Q 探测器，适合紫外可见光谱的高采样点测量。
- 稳定电路与抗干扰设计：低噪声电路板设计支持多台设备长期在线采集，适合实验平台和在线检测设备集成。
- 多接口通信：支持 Type-C、RS232、RS485，可选 USB 标准版、USB 扩展版、Modbus 等协议。
- 温度监测与温漂补偿：内置温度传感器和温漂补偿，便于长时间运行时维持光谱一致性。
二、规格参数
2.1 技术参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 产品型号 | SPEC-CDS350 |
| 产品类型 | 宽波段高灵敏度专业型光纤光谱仪 |
| 波长范围 | 190-840nm（默认，可按需配置） |
| 光学分辨率 | 0.3-3.2nm（视配置而定） |
| 波长精度 | Typ. ±0.01nm |
| 信噪比 | 350:1 |
| 狭缝尺寸 | 50μm 默认，可选 10μm、25μm、100μm、200μm |
| 探测器 | Hamamatsu S11639-2048Q |
| 光学接口 | SMA905 |
| 通讯接口 | Type-C / RS232 / RS485 |
| 通信协议 | USB 标准版 / USB 扩展版 / Modbus（串口）等可选 |
| 内置传感器 | 温度传感器 |
| 温漂补偿 | 内置温漂补偿 |
| 供电规格 | 5V / 0.3A |
| 外形尺寸 | 100mm × 65mm × 33mm |
| 重量 | 约 300g |
2.2 外观与结构尺寸
主机外观
接口侧视图
结构尺寸
| 尺寸项 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|
| 长度 | 100 | mm |
| 宽度 | 65 | mm |
| 高度 | 33 | mm |
| 重量 | 约 300 | g |
| 光学接口 | SMA905 | - |
| 固定孔 | M3 螺纹孔 | - |
三、常用光路
SPEC-CDS350 适合以紫外和可见光为主的光纤光谱测量，可根据样品类型搭建透射、反射、积分球和荧光光路。
| 光路类型 | 典型配置 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 紫外吸收 | 氘灯或闪烁氙灯 + 比色皿支架 | 溶液紫外吸收、浓度检测、透过率测量 |
| 可见透射 | 连续光源 + 比色皿支架 | 染料、溶液、滤光片、透明材料透过率 |
| 光源测试 | 光源 + 积分球或光纤输入 | LED、氙灯、氘灯等光源谱线和光谱分布 |
| 表面反射 | 光源 + 反射探头 | 颜色、涂层、纸张、塑料和材料表面分析 |
| 固体透射 | 光源 + 固体透射支架 | 薄膜、镜片、窗口片、光学材料透过率 |
| 荧光测量 | 激发光源 + 反射探头或积分球 | 荧光发射光谱采集和材料筛选 |
四、原理介绍
4.1 光纤光谱仪组成原理
光纤光谱仪通常采用 Czerny-Turner 光路结构。外部光源、样品或探头输出的复合光经 SMA905 光纤接口进入光谱仪，先由入口狭缝限定入射光束，再经准直反射镜、光栅和聚焦镜组完成分光，最后落到线阵探测器的不同像素位置。每个像素对应一段波长信号，经 ADC 转换和波长标定后，软件即可重建出按波长排列的光谱曲线。
典型组成部件包括：
| 部件 | 作用 |
|---|---|
| 入射光接口 | 与光纤连接并对准入口狭缝，保证光路重复性和机械连接强度 |
| 狭缝 | 控制进入光谱仪的光通量，同时影响灵敏度和光学分辨率 |
| 长通或平衡滤光片 | 根据波段和应用过滤短波杂散光，也可用于改善光谱响应均匀性 |
| 准直反射镜 | 将狭缝后的发散光整理为准直光束，使其稳定照射到光栅 |
| 光栅 | 将复合光按波长色散，是决定波长范围和分辨率的核心器件 |
| 消阶衍射滤光片 | 抑制二阶及更高阶衍射光谱与一阶光谱重叠，宽波段光谱仪尤其需要关注 |
| 柱面镜或聚焦镜组 | 将色散后的光谱带聚焦到探测器有效区域，提高光能利用率 |
| 线阵探测器 | 不同像素接收不同波长的光信号，并转换为可数字化处理的电信号 |
SPEC-CDS350 的紫外可见测量能力来自光栅、狭缝、滤光片和探测器的组合配置。选型时需要在波长范围、分辨率和灵敏度之间取得平衡：光栅线数越高，分辨率通常越高，但可覆盖波段会变窄；狭缝越宽，信号更强，但分辨率会下降；紫外段还要重点确认光源、光纤、比色皿和窗口材料的透过率。
五、应用场景
- 紫外可见吸收：化学溶液、染料、试剂、药液和水质样品的吸光度测量。
- 光学透过率：滤光片、镜片、薄膜、塑料片、玻璃和涂层材料的透过率曲线测量。
- 光源光谱：LED、紫外灯、氙灯、氘灯等光源的峰值波长、半高宽和光谱分布分析。
- 颜色与反射率：材料表面颜色、反射率、白度和涂层差异检测。
- 在线检测设备：通过 RS485 或 Modbus 接入生产线、实验平台或自动化监测设备。
- 荧光与弱光采集：搭配合适激发光源和采样附件，采集可见波段荧光发射谱。
六、选型与配置建议
6.1 与 SPEC-CMS960 的选择
| 型号 | 默认波段 | 选型建议 |
|---|---|---|
| SPEC-CDS350 | 190-840nm | 重点关注紫外、可见光和 840nm 以内近红外短波段时优先选择 |
| SPEC-CMS960 | 190-1100nm | 需要覆盖到 1100nm，兼顾可见和更长短波近红外时优先选择 |
如果应用目标集中在紫外可见吸收、颜色和 840nm 以内光源分析，SPEC-CDS350 的波段范围更集中；如果需要把测量延伸到 900-1100nm，则建议选择 SPEC-CMS960。
6.2 狭缝选择
| 狭缝 | 特点 | 适用建议 |
|---|---|---|
| 10μm / 25μm | 分辨率更高，信号较弱 | 适合窄峰光源、谱线分析和更高分辨率需求 |
| 50μm | 信号和分辨率平衡 | 默认配置，适合通用紫外可见测量 |
| 100μm / 200μm | 进光量更大，分辨率降低 | 适合弱光、荧光或低照度场景 |
七、使用注意事项
- 紫外测量时，应确认光源、光纤、比色皿和窗口材料在 190nm 附近具有足够透过率。
- 采集前建议先进行光源预热，并分别采集暗光谱和参考光谱。
- 比色皿透射测量应保持液面高度、比色皿方向和外壁清洁一致。
- 反射测量应固定探头角度、测量距离和样品位置，减少几何差异造成的重复性误差。
- 更换狭缝、积分时间、光源、探头或样品附件后，应重新建立参考条件。
- 长期在线使用时，应关注环境温度、光源衰减、光纤固定和电磁干扰，并定期检查系统稳定性。