近日, YOKOGAWA Meters & Instruments 正式发布AQ6374光谱分析仪。AQ6374是一款动态范围大、分辨率高的台式光谱分析仪，能精准测量激光光谱，波长范围在350~1750nm之间。

光谱分析仪可以分析诸如半导体激光器和光纤激光器等光学器件的波长成分，以便评估它们的特性。 AQ6374是目前市场上唯一一款覆盖可见光波长和光通信波长的光谱分析仪* 1。

开发背景

近年来，光学技术已广泛应用于通信、医疗、家电和材料加工等行业的各种应用之中。上述行业的发展刺激了光学技术应用产品的研究和开发，因此市场对可评估、分析激光特性的高性能光谱分析仪的需求也与日俱增。

常规的光谱分析仪可以测量有限范围波长的光。市售的分析仪分为两种：测量光通信波长(1260~1675nm * 2)和测量可见光波长(380~780nm * 3) ，后者通常应用于医疗、家用电器、材料加工等行业的应用。 因此，基础光学技术研究机构、宽频带光源制造商以及在各个领域中使用光器件的制造商不得不使用多台光谱分析仪或使用分光镜及其他部件构建自己的测量平台。

为了满足上述需求，横河电机研究并发布AQ6374光谱分析仪。

产品特点

1、波长范围宽(350nm~1750nm)

AQ6374是市场上唯一一款能够评估和分析可见光波长和光通信波长的光谱分析仪。 由于最大采样分辨率为2 pm，且采样能力可高达100,000个波长点，AQ6374通过单次扫描即可精确评估和分析更大范围的波长。AQ6374拥有60 dB的动态范围，足以测量半导体激光器的边模特性* 4。 因此该仪器可用于开发分布式半导体器件例如仅发射一个波长的分布反馈激光二极管(DFB-LD)，也可用于对光纤特性分析所必须的宽波长范围测量。

2、实现光谱精准测量

AQ6374另外还具备两项增强功能。一是可以清除单色镜内的水气，以免水吸收影响到某个特定波长光的测量。另一方面，所有的单色镜由于其设计原理都有波长为入射光2~3倍的高阶衍射光存在的问题，AQ6374的另一个增强功能就是通过优化光路设计，降低在测量过程中高阶衍射光的影响。

主要目标用户：

光学研究的大学和研究院所、有源和无源光器件制造商

主要应用：

-半导体和光纤激光器的发射光谱测量

-光纤和滤光器的波长传输特性测量

横河电机将通过其美国子公司参加美国著名光学技术展会Photonics West并展示AQ6374光谱分析仪。Photonics West 2017将于1月31日~2月2日期间在加利福尼亚州旧金山的Moscone展览中心举行。

　　*1 基于2017年1月横河电机市场调研数据

　　*2 根据国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)规定

　　*3 根据国际标准化组织(ISO)ISO20473:2007规定

　　*4 边模是指与所测量的光峰值相邻的光谱;邻近动态范围是解决和测量边模特性的能力

光谱分析仪

原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分的。在正常的情况下，原子处于稳定状态，它的能量是最低的，这种状态称为基态。但当原子受到能量(如热能、电能等)的作用时，原子由于与高速运动的气态粒子和电子相互碰撞而获得了能量，使原子中外层的电子从基态跃迁到更高的能级上，处在这种状态的原子称激发态。电子从基态跃迁至激发态所需的能量称为激发电位，当外加的能量足够大时，原子中的电子脱离原子核的束缚力，使原子成为离子，这种过程称为电离。原子失去一个电子成为离子时所需要的能量称为一级电离电位。离子中的外层电子也能被激发，其所需的能量即为相应离子的激发电位。处于激发态的原子是十分不稳定的，在极短的时间内便跃迁至基态或其它较低的能级上。 当原子从较高能级跃迁到基态或其它较低的能级的过程中，将释放出多余的能量，这种能量是以一定波长的电磁波的形式辐射出去的。 每一条所发射的谱线的波长，取决于跃迁前后两个能级之差。由于原子的能级很多，原子在被激发后，其外层电子可有不同的跃迁，但这些跃迁应遵循一定的规则(即“光谱选律”)，因此对特定元素的原子可产生一系列不同波长的特征光谱线，这些谱线按一定的顺序排列，并保持一定的强度比例。光谱分析就是从识别这些元素的特征光谱来鉴别元素的存在(定性分析)，而这些光谱线的强度又与试样中该元素的含量有关，因此又可利用这些谱线的强度来测定元素的含量(定量分析)。

工作原理

光谱分析仪的分析原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量。它符合郎珀-比尔定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I为透射光强度，I0为发射光强度，T为透射比，L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的，原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级状态。能量最低的能级状态称为基态能级（E0=0），其余能级称为激发态能级，而能最低的激发态则称为第一激发态。正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的，大约经过10^-8秒以后，激发态电子将返回基态或其它较低能级，并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去，这个过程称原子发射光谱。可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光谱过程则释放辐射能量。

发射光谱分析的过程

　　1．把试样在能量的作用下蒸发、原子化(转变成气态原子)，并使气态原子的外层电子激发至高能态。当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线。这一过程称为蒸发、原子化和激发，需借助于激发光源来实现。

　　2．把原子所产生的辐射进行色散分光，按波长顺序记录在感光板上，就可呈现出有规则的光谱线条，即光谱图。系借助于摄谱仪器的分光和检测装置来实现。

　　3．根据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析。由于不同元素的原子结构不同，当被激发后发射光谱线的波长不尽相同，即每种元素都有其特征的波长，故根据这些元素的特征光谱就可以准确无误的鉴别元素的存在(定性分析)，而这些光谱线的强度与试样中该元素的含量有关，因此还可利用这些谱线的强度来测定元素的含量(定量分析)。

横河电机

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横河在中国的合作伙伴

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