序言：

近年來，近紅外相機(jī)和傳感器等產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)科技領(lǐng)域，所涉及到的波長范圍（800~1700nm）也是人眼所不能觀察到的。特別是應(yīng)用于技術(shù)需求越來越先進(jìn)、適用面越來越廣泛的產(chǎn)品。例如：初期用于自動(dòng)駕駛、智能手機(jī)的LiDAR*1遙感技術(shù)，后續(xù)開發(fā)的在黑暗條件下（如夜間）也能拍攝的夜視攝像機(jī)、為提高安全性的人臉識(shí)別、虹膜和靜脈識(shí)別、以及因5G需求不斷增加的光通信等。

隨著光學(xué)設(shè)備性能的提高，需要能夠滿足高精度測(cè)量光學(xué)元件光譜特性（如鏡片的吸光度、透射比和反射比等）的儀器。由于大部分光學(xué)元件具有帶通功能，即通過光學(xué)薄膜或光吸收劑僅傳輸特定波長并切割不需要的波長范圍，為了高精度地實(shí)現(xiàn)此功能，需要擴(kuò)大評(píng)價(jià)指標(biāo)之一的測(cè)光范圍*2。

本次開發(fā)的UH4150AD+（Advanced Spec Plus）是在延續(xù)了作為光學(xué)元件的光譜特性檢測(cè)設(shè)備UH4150系列的基礎(chǔ)上，提升了其在近紅外區(qū)域光譜特性測(cè)量性能，成為在先端行業(yè)很流行的測(cè)量光學(xué)元件的理想設(shè)備。

一、UH4150AD+的光學(xué)系統(tǒng)

1、雙單色光學(xué)系統(tǒng)

分光光度計(jì)，是將白光用光譜元件（如棱鏡和衍射光柵）分成單色光然后照射到樣品上，通過檢測(cè)透射光和反射光來測(cè)量材料的光學(xué)特性。應(yīng)用領(lǐng)域包括材料、環(huán)境、制藥和生物技術(shù)等學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域，根據(jù)其應(yīng)用和要求精度的差異，已經(jīng)開發(fā)了各種設(shè)備。

大的分類有兩種設(shè)備，單光束和雙光束設(shè)備。其中雙光束型分光光度計(jì)由于具有高穩(wěn)定性，深受廣大用戶的青睞。在雙光束中，有搭載單個(gè)光譜元件的單單色器型設(shè)備，也有搭載兩個(gè)光譜元件的雙單色器型設(shè)備。

雙單色器型設(shè)備雜散光較少，更適合要求高精度的光學(xué)薄膜的光譜特性測(cè)定。另外，根據(jù)可檢測(cè)的波長范圍分為紫外可見分光光度計(jì)（一般為190nm～900nm）、紫外可見近紅外分光光度計(jì)（一般為190nm～3,300nm）。作為光學(xué)材料特性評(píng)價(jià)裝置的UH4150AD+ 屬于雙光束、雙單色器型紫外可見近紅外分光光度計(jì)。

2、平行光束

分光光度計(jì)能夠獲得不同波長下的透過率和反射率光譜。反射測(cè)定分為適應(yīng)入射角的正反射、擴(kuò)散反射（漫反射）、及包括正反射和擴(kuò)散反射的全反射，光學(xué)材料由于樣品表面為鏡面，具有適應(yīng)入射角的光學(xué)功能，因此用到的正反射測(cè)定相對(duì)較多。

在測(cè)定固體樣品的正反射時(shí)，入射角很重要。對(duì)于聚集光束，入射角會(huì)隨焦距的變化而變化，從而造成導(dǎo)電多層膜和棱鏡等光學(xué)薄膜預(yù)測(cè)值和實(shí)際值產(chǎn)生差異。

對(duì)于平行光束，所有樣品的入射角都是近似于平行的，因此可以高精度測(cè)定正反射。

另外，平行光束對(duì)于擴(kuò)散性評(píng)價(jià)（霧度）、鏡頭透過率測(cè)定也是有效的。UH4150系列可實(shí)現(xiàn)無限接近平行的入射光，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。

二、UH4150AD+的優(yōu)勢(shì)

1、支持近紅外區(qū)域的測(cè)光范圍 7Abs

用于最新相機(jī)和傳感器的帶通濾波器含有遮光性能低于 6 Abs(透射率0.0001%)至7Abs(透射率 0.00001%)的光學(xué)薄膜。該產(chǎn)品通過改進(jìn)低透射率測(cè)光時(shí)的信號(hào)處理，支持近紅外區(qū)域的透射率為之前的1/100的7 Abs 的測(cè)光范圍。使得即使在以前無法測(cè)量的近紅外區(qū)域的微弱透射率條件下也能進(jìn)行高精度測(cè)量。

2、配備新的高靈敏度冷卻型InGaAs半導(dǎo)體檢測(cè)器

本次的新產(chǎn)品安裝了更靈敏的冷卻型InGaAs*3半導(dǎo)體檢測(cè)器。與之前的型號(hào)*4相比，在低透射率下實(shí)現(xiàn)有效的低噪聲測(cè)量，從而能夠獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

3、多功能掃描提高處理能力

測(cè)定僅傳輸特定波長并切割不需要的波長范圍的帶通濾光片時(shí)，由于濾光片包含了高透過率和低透過率的波長范圍，學(xué)者們一直都是按照低透過率的掃描速度進(jìn)行全部波長范圍的掃描，所以花費(fèi)時(shí)間較長。

現(xiàn)在，通過搭載新的多掃描功能，每次的測(cè)定可以根據(jù)不同的波長范圍分別設(shè)定掃描速度等測(cè)試條件。（如下圖）為多掃描功能的設(shè)定畫面和測(cè)試結(jié)果。按照透過率變化的5個(gè)波長范圍進(jìn)行了測(cè)定條件的設(shè)定。之前需要15分鐘的檢測(cè)通過多掃描功能只需要6分半就能完成，大大縮減了檢測(cè)時(shí)間。

三、UH4150AD+的規(guī)格

四、濾光片的測(cè)定

透過800nm以下的可見光，截?cái)嗖ㄩL較長的近紅外光的短傳濾光片的透過譜圖。可以看出比截?cái)嗖糠?00 nm長的波長部分OD較高。也就確認(rèn)到了使用本測(cè)定裝置，能夠充分測(cè)評(píng)出OD 7以上的遮光性能。

五、總結(jié)

分光光度計(jì)可以測(cè)量作為對(duì)光學(xué)元件實(shí)施各種功能的光學(xué)薄膜的重要指標(biāo)的光譜特性。相信UH4150AD+將成為最適用于測(cè)量遙感技術(shù)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用盛行的近紅外區(qū)域光學(xué)部件的設(shè)備。該設(shè)備將通過提供最適合需求的解決方案，為產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

*1 LiDAR：使用近紅外光的遠(yuǎn)程傳感技術(shù)對(duì)近紅外的激光進(jìn)行脈沖照射，通過不同時(shí)間對(duì)其反射光進(jìn)行檢測(cè)，將反射光與遠(yuǎn)處照射對(duì)象的距離等進(jìn)行3D圖像展示的技術(shù)

*2 測(cè)光范圍：用吸光度（Abs : Absorbance） 或者光密度（OD : Optical Density）進(jìn)行表示。增加 1 Abs透過率降低一位數(shù)。（0 Abs=透過率, 1 Abs=透過率10%, …, 7 Abs=透過率0.00001%）

*3 InGaAs：銦/鎵/砷化合物

*4之前的型號(hào)：UH4150AD 紫外可見近紅外分光光度計(jì)

*5 PbS：硫化鉛化合物