为了进一步探究在这样小的型封装内实现如此高性能的详细原因,对于光路径的简要概述会有所帮助。如图4中所示,这个系统被设计用来优化整条光路径内的光信号的使用;这个优化从光的采集方式开始。
光通过输入开口上的一个狭缝进入系统。这个狭缝控制进入系统的光的物理尺寸。在控制仪器的波长分辨率方面,狭缝的宽度是重要的考量因素。较小的狭缝会增加分辨率,但是会减少可用于测量的光功率的数量。相对于传统方法,系统光效率的增加有助于抵消功率的减少,并因此增加实现同样测量分辨率的可用光数量。此外,借助于基于DMD的系统,通过在每个波长上设定一个更长的探测器驻留时间,可以对功率减少进行进一步补偿。
可选模块可被安装在用于透射、反射、以及基于光纤采样的狭缝的前面。例如,透射模块包含一个光源和一个光析管固定器;这个固定器用于放置随模块一同提供的光析管。根据测量所需的波长范围可以选择光源。然后,来自狭缝的准直光通过一个带通滤波器。这个滤波器限制了进入系统的波长范围,从而减少了来自环境或背景光源的噪声,并且限制了目标测量所需要的波长范围。
NIR透射测量已经被用于测量液体样本的属性,诸如果汁水含量,以及目标复合物是否存在,比如说气体签名。这些测量值能够提供与果汁原产地相关的大量信息。在固态样本方面,它能够测量塑料管的不透光度,而这个测量值是观察气体和液体传输线路内流量的重要参数。线路内的透射测量值也被用来测量黄油在生产期间内的水含量,实现对黄油生产过程的及时调整,从而节省了时间、最大限度地降低成本,并且提高最终产品的质量。
OHPRM(Optecks高性能反射模块)还使用一个远心光学设计,以便将SNR提高到比标准反射模块的SNR高将近10倍。基于反射的光谱分析已经被应用于奶酪成分分析、肉品质量分析,更是在近期被用于识别乳制品内的微生物,以及在大型医院、药品生产和制造行业,以及酿造厂内识别微生物。OHPRM的高SNR可实现更加快速和准确的微生物识别,在培养之后的仅仅2至3天里就能够产生准确结果,从而减少了采样与采取正确操作之间的时间。ONIRM(Optecks分侵入式反射模块)使得样本无需接触光谱仪窗口的反射率测量变得更加简便。这就使得用户能够在距离模块几厘米远的地方灵活地执行扫描操作。这样的功能可以实现对销售中的塑料包装肉品的质量监控。诸如对皮肤进行漫反射测量来预测血糖的健康方面应用也可以在NIR区域内进行特性化分析。
OFCM(Optecks光纤耦合模块)通过光纤提供透射或反射测量。它可以在光谱仪与样本无法直接接触的情况下实现测量。此类采样包括对工业过程的监控、测量正在处理容器内进行管道输送的液体、测量鸡肉、牛肉和猪肉内的水分、脂肪和蛋白质含量。由于这个系统的功能可以提供增强型测量性能,这些模块极大地扩展了应用范围。
光谱分析迈出实验室