在近紅外光譜分析領(lǐng)域，長期存在一個難以調(diào)和的矛盾：高性能設(shè)備往往體積龐大、價格昂貴，而低成本設(shè)備又難以滿足精確測量的需求。如今，Avenir Photonics推出的SIENA微型近紅外光譜儀，打破了這一困局。

圖：SIENA微型近紅外光譜儀實(shí)拍圖

突破性技術(shù)：無冷卻InGaAs傳感器，覆蓋2100nm

傳統(tǒng)近紅外光譜儀在1700nm以上波長范圍工作時，通常需要對InGaAs傳感器進(jìn)行制冷，以防止暗電流快速飽和。這不僅增加了設(shè)備的體積和功耗，也限制了其在便攜式和工業(yè)場景中的應(yīng)用。

SIENA的創(chuàng)新之處在于：它采用了一款新型 uncooled InGaAs 線陣傳感器，內(nèi)置暗電流補(bǔ)償機(jī)制，能夠在室溫下穩(wěn)定工作至2100nm，無需風(fēng)扇、無需制冷，大幅降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和功耗。

“For the first time it offers wavelength ranges up to 2100 nm with an uncooled InGaAs array sensor."
—— 這是SIENA最核心的技術(shù)突破之一。

高性能光學(xué)設(shè)計：實(shí)驗(yàn)室級的測量精度

SIENA采用對稱高通量Czerny-Turner光學(xué)結(jié)構(gòu)，焦距30 mm，數(shù)值孔徑0.19，配合雜散光抑制技術(shù)（低至0.08%），使其在動態(tài)范圍和信噪比方面表現(xiàn)優(yōu)異：

• 信噪比：1000（無平均）

• 動態(tài)范圍：12000 : 1（單像素）

• 非線性度：< 1%

• 16-bit A/D轉(zhuǎn)換器，2 MHz采樣率

這意味著SIENA能夠精確測量大吸光度值，適用于復(fù)雜樣品的高精度分析。

靈活可配置：從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)現(xiàn)場的橋梁

SIENA不僅性能強(qiáng)大，更具備較高的應(yīng)用靈活性：

• 用戶可更換的狹縫：默認(rèn)20 µm，可更換為10–300 µm多種規(guī)格，輕松在分辨率與靈敏度之間切換

• 三種標(biāo)準(zhǔn)波長配置，并支持定制波長范圍和閃耀波長

• 板載高性能微控制器，支持：

• 自動曝光

• 平均、緩沖、光譜處理

• 暗光譜、參考光譜校正

• 應(yīng)用特定算法集成

工業(yè)級接口與通信

SIENA專為系統(tǒng)集成而設(shè)計，提供豐富的數(shù)字與模擬接口：

• 數(shù)字接口：USB 2.0、UART、可選SPI/I2C

• I/O接口：Trigger in/out、Analog in/out、GPIO、脈沖發(fā)生器（適用于閃光燈）

• min重復(fù)時間：0.34 ms

• USB傳輸時間：4–6 ms（16/32 bit）

其超低功耗（≤ 60 mA）和寬溫工作范圍（-20°C 至 60°C），使其非常適合嵌入到工業(yè)設(shè)備、手持終端或無人機(jī)載平臺中。

緊湊堅固，易于集成

• 尺寸：52.0 × 57.0 × 17.0 mm

• 重量：80 g

• 環(huán)境適應(yīng)性：-20°C 至 60°C 工作溫度，0–90% 濕度（無凝結(jié)）

圖：SIENA機(jī)械尺寸圖（單位：mm）

軟件與開發(fā)支持

SIENA提供完整的軟件生態(tài)，助力用戶快速上手與二次開發(fā)：

• Windows應(yīng)用軟件（支持Windows 7及以上）

• SDK開發(fā)包：包含Demo代碼、驅(qū)動、協(xié)議文檔

• 支持 onboard 光譜處理，減少上位機(jī)負(fù)擔(dān)

應(yīng)用場景無限拓展

憑借其高性能、低功耗、小尺寸、可定制的特點(diǎn)，SIENA正開啟近紅外傳感的無數(shù)新可能：

• 便攜式分析儀：農(nóng)產(chǎn)品、土壤、藥品快速檢測

• 工業(yè)在線監(jiān)測：塑料分選、水分控制、油品分析

• 科研與教育：光譜分析實(shí)驗(yàn)、原型開發(fā)

• 無人機(jī)載遙感：環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)植保

德國Avenir光纖光譜儀中國區(qū)由北京泰坤工業(yè)代理。