商用火花直讀光譜儀（OES）儀器的性能和成本取決于很多因素，但其中很大一部分是儀器內(nèi)的檢測器技術(shù)。

互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）檢測器專為最新一代OES光譜儀開發(fā)，取代光電倍增管（PMT）（一種仍為工業(yè)用途制造的真空技術(shù)）和基于半導(dǎo)體的電荷耦合器件（CCD）。

這就是像我們這樣的制造商選擇CMOS檢測器來確保靈活性的原因，由此可確保我們的客戶始終配備最新軟件。

OES檢測器技術(shù)

簡而言之，直讀光譜儀在分析現(xiàn)場產(chǎn)生局部等離子體，通過該等離子體的光譜，可獲悉樣品中存在哪些元素。所有OES檢測器必須能夠檢測這些光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可測量的信號(hào)（電信號(hào)）。所有檢測器均依靠光電效應(yīng)將入射光轉(zhuǎn)化為電流。

但對于不同的檢測器技術(shù)，用于檢測的材料類型以及隨后將光生電子放大成可測量的對象的方法有所不同。直至最近，OES的探測器技術(shù)是PMT或CCD。

光電倍增管本質(zhì)上是加速和放大生成電子的真空管，而CCD是許多光敏像素的陣列，可完全集成到直接連接至檢測電子設(shè)備其余部分的完整半導(dǎo)體器件中。

PMT可被視為高度專業(yè)化的檢測器，可檢測到檢出限極低的少數(shù)特定元素的存在，而CCD可覆蓋范圍更寬的元素。其缺點(diǎn)是靈敏度較低，因此CCD不適合必須將雜質(zhì)元素和痕量元素含量控制在極低限值的領(lǐng)域（例如，熔體分析）。

用于光檢測的CMOS芯片

CMOS是一種在集成電路中廣泛使用的半導(dǎo)體拓?fù)浼夹g(shù)。相比于最初的雙極晶體管技術(shù)，CMOS的主要優(yōu)勢是高速和幾乎為零的靜態(tài)功耗，因此可將更多器件塞進(jìn)小空間中，而不會(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。這就是為什么如今的微處理器、RAM和ASIC（僅舉幾例）由基于CMOS的器件主導(dǎo)。

在光檢測中使用CMOS技術(shù)時(shí)，這些器件的工作方式與CCD非常相似。目前有一個(gè)可將多種波長的入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光敏像素陣列。

CMOS并非新技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)近期得到發(fā)展，使之在光學(xué)應(yīng)用中更高效、更少噪聲。此外，由于CMOS生產(chǎn)非常普遍，因此與專業(yè)CCD制造相比，其相對便宜，這就是為什么相機(jī)制造商開始選擇CMOS（而非CCD）來制作數(shù)碼單反相機(jī)的圖像捕捉部分。

CMOS芯片在多路復(fù)用讀出電子設(shè)備中的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也很快。因此，可將CMOS芯片用于重視速度的領(lǐng)域（例如，分析任務(wù)）。

日立OE系列

日立的OES儀器使用CCD（電荷耦合器件），但日立最新推出的OE系列除外，該系列使用CMOS檢測器。這兩種類型的檢測器均基于半導(dǎo)體，可通過定制來覆蓋光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的整個(gè)光譜。

OE系列將基于CMOS檢測器的范圍、靈敏度與全新光學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合，提供通常只有成本更高的儀器才能達(dá)到的高性能。OE系列的運(yùn)行成本較低且占用空間相對較小，可檢測金屬中的所有元素（包括氣體元素）。

對于OE720，CMOS檢測器覆蓋的波長為174-690 nm，而對于OE750，CMOS檢測器覆蓋的波長為119-766 nm，因此，CMOS檢測器可從氫元素開始分析金屬中的所有相關(guān)元素。這是因?yàn)镃MOS檢測器具有非常好的分辨率、動(dòng)態(tài)范圍，且線性好。CMOS檢測器已針對測量紫外光經(jīng)過優(yōu)化，也可用于TRS（時(shí)間分辨光譜）。