Спектроскопы CCD (устройства с зарядовой связью) в основном используются для преобразования световых сигналов в электрические сигналы для спектрального анализа и широко используются в таких областях, как обнаружение состава вещества и анализ оптических характеристик. Сбор и анализ спектральных данных в диапазоне длин волн (например, 200 - 2400 нм) осуществляется путем преобразования световых сигналов в цифровые сигналы для поддержки высокоточных измерений в слабой среде обнаружения света.
Принцип работы спектрального CCD основан на фотоэлектрических эффектах и механизмах хранения / переноса заряда, а основное различие с обычным CCD изображения (например, камерой CCD) заключается в том, что больше внимания уделяется « разрешению длины волны» и « точности обнаружения интенсивности света», а не « разрешению изображения». Конкретный процесс можно разделить на четыре этапа:
Поглощение света и генерация заряда: спектрометр разлагает падающий сложный свет на монохромный свет на разных длинах волн с помощью оптических элементов, таких как решетка и призма, и фокусируется на светочувствительных элементах (пикселях) спектрального CCD. Полупроводниковые материалы (например, кремний) в светочувствительных элементах поглощают фотоны, создавая фотоэлектрические заряды (электронно - дырочные пары), пропорциональные интенсивности света.
Хранение заряда: под управлением электродного напряжения CCD фотоэлектрический заряд временно хранится в « потенциальной ловушке», соответствующей пикселю (подобно « маленькой таре»), а объем хранения накапливается со временем экспозиции и силой света (чем дольше экспозиция, тем сильнее свет, тем больше заряд).
Передача заряда: после окончания экспозиции, управляя сигналом по хронологической последовательности, заряд каждого пикселя перемещается последовательно « шаг за шагом / по рядам» на выходной конец CCD (без потери заряда во время процесса, обеспечивая целостность сигнала).
Выход и квантование электрических сигналов: усилитель заряда на выходном конце преобразует сигнал заряда в сигнал напряжения, а затем преобразует его в цифровой сигнал через A / D - преобразователь (модульный преобразователь), который затем передается на компьютер и в сочетании с данными калибровки длины волны спектрометра генерирует спектральную карту, соответствующую « длине волны - интенсивности света».
сценарий применения
Промышленное тестирование : используется в металлургии, литье и других отраслях промышленности перед печью и лабораторных сцен, может обнаруживать Fe, Al, Cu и другие элементы металлических сплавов. А
• Область научных исследований : Применяется в астрономических наблюдениях, дистанционном зондировании и промышленных испытаниях, таких как калибровка оптических приборов, анализ свойств материалов и т. Д. А
Технические характеристики : использование тонкой CCD - решетки с задним изображением, в сочетании с плоской вогнутой голографической растровой технологией для улучшения разрешения и подавления рассеяния; Поддержка обнаружения высокой чувствительности (динамический диапазон 5200: 1) для среды с низким светом.