Linearer CCD-Detektor mit 3648 Pixeln, Modell RA-LSC-1304
Der Zeilendetektor RA-LSC-1304 ist ein monochromer linearer CCD-Detektor mit 3648 Pixeln. Er ist hochempfindlich, besitzt einen elektronischen Verschluss und arbeitet mit 270 Hz. Er eignet sich für Spektroskopie und Spektrometrie. Der Detektor RA-LSC-1304 wurde in vier Versionen entwickelt und gebaut. Spektrale Empfindlichkeit, technische Parameter und vollständige Spezifikationen finden Sie weiter unten auf dieser Seite.
Auswahlhilfe
Raman- und Fluoreszenzspektroskopie sowie Messungen bei sehr schwachem Licht
Wenn Ihr Spektrometer mit schwachen Signalen arbeitet, ist dies die Kamera, die wir dafür gebaut haben. Die RA-LSC-1304 ist eine CCD-Zeilenkamera mit 3648 Pixeln, jeweils 8 μm breit und 200 μm hoch. Verteilt man das Band von 350 bis 1000 nm auf ihr 29.184 mm langes Array, erfasst jedes Pixel etwa 0.18 nm des Spektrums. Die Belichtungszeit lässt sich auf bis zu 71 Minuten einstellen.
- Sensor
- Linearer CCD-Array
- Effektive Pixel
- 1 × 3648
- Pixelgröße
- 8 μm × 200 μm
- Aktive Länge
- 29.184 mm
- Zeilenrate
- 270 Hz
- Spektralbereich
- 350 nm bis 1000 nm
- Dynamikbereich
- 300
- ADC-Auflösung
- 16 Bit
- Minimale Belichtungszeit
- 1 μs
- Maximale Belichtungszeit
- 71 min
Die 3648 Pixel liegen im Abstand von 8 μm über 29.184 mm. Verteilt man ein Band von 650 nm über das gesamte Array, deckt jedes Pixel etwa 0.18 nm ab. Die Pixelhöhe von 200 μm erfasst das gesamte Spaltbild, sodass die vertikale Ausrichtung des Spektrometers weit weniger kritisch ist.
Raman- und Fluoreszenzsignale sind meist sehr schwach. Jedes Pixel hat eine Fläche von 1600 μm², und bei Belichtungen von mehreren Minuten steigt selbst ein schwaches Signal auf einen Pegel, den der Wandler erfassen kann. Die Versionen -P und -I verwenden einen 16-Bit-ADC, sodass Intensitätsunterschiede zwischen dicht beieinanderliegenden Peaks korrekt erfasst werden.
Für Quellen, die sehr wenig Licht abgeben, stellen Sie die Belichtung in Schritten von 1 μs auf bis zu 71 Minuten ein. Der Offset lässt sich in 512 Stufen um bis zu ±300 mV verschieben, um den Dunkelpegel im Wandlerbereich zu halten.
Die Empfindlichkeit beginnt bei 350 nm, Sie erfassen also neben dem sichtbaren Bereich auch einen Teil des nahen UV. Die kürzeste Belichtungszeit beträgt 1 μs – kurz genug, um das Referenzspektrum einer hellen Lampe ohne Sättigung aufzunehmen. Bei 270 Zeilen/s können Sie mehrere Spektren nacheinander aufnehmen und mitteln.
Da jedes Pixel 200 μm hoch ist, bleibt die Laserlinie auch dann auf dem Array, wenn sie leicht nach oben oder unten wandert. Das Laserlicht fällt meist auf mehrere Pixel, und die Berechnung des Intensitätsschwerpunkts liefert die Position genauer als 8 μm. Jede Zeile dauert 3.7 ms – das ergibt 270 unabhängige Messwerte pro Sekunde.
Für ein Lehrspektrometer genügt die Mikrocontroller-Version -S: ein 8-Bit-ADC, Belichtungszeiten von 12 μs bis 65 ms und 68 Zeilen/s. Treiber für Windows und Linux sowie Beispielcode für Matlab, LabVIEW, C++, C#, VB.Net und Python werden mit der Kamera geliefert, sodass Studierende sofort loslegen können.
Die Pixel sind 25-mal so hoch wie breit (8 μm × 200 μm). Die Breite von 8 μm bestimmt, wie fein Sie das Spektrum sehen, und die Fläche von 1600 μm² bestimmt die Lichtempfindlichkeit der Kamera. Sie erhalten eine hohe spektrale Auflösung, ohne auf Empfindlichkeit zu verzichten. Mit 3648 Pixeln und einem Band von 650 nm erfasst jedes Pixel etwa 0.18 nm, sodass dicht beieinanderliegende Peaks getrennt erscheinen. 270 Zeilen/s reichen für Prozessüberwachung und Mittelung, und die Pixelfrequenz von 1 MHz belastet den Computer kaum. Der Dynamikbereich beträgt 300:1 und wird vom 16-Bit-ADC der Versionen -P und -I vollständig abgedeckt. Die Belichtung ist per Software von 1 μs bis 71 Minuten einstellbar; da der Sensor jedoch nicht gekühlt ist, füllt der Dunkelstrom die Pixel bei Belichtungen von mehreren Minuten, sodass sich kürzere Belichtungen in der Praxis besser bewähren. So bewältigt dieselbe Kamera sowohl sehr helles als auch sehr schwaches Licht.
Wählen Sie in einem Spektrometer das Gitter so, dass das benötigte Band die vollen 29.184 mm des Arrays ausfüllt. Verwenden Sie stattdessen ein Objektiv, ergibt sich die Brennweite näherungsweise aus Arbeitsabstand × 29.184 mm ÷ Sichtfeldbreite. Senken Sie bei einer hellen Quelle die Belichtung auf 1 μs, bei einer schwachen erhöhen Sie sie auf mehrere Minuten. Es gibt vier Versionen. Die -P ist die vollständigste: FPGA, 16-Bit-ADC, USB mit 480 Mbit/s, Analogausgang, integrierter RAM, Objektiv, Gehäuse nach Wahl und anpassbare Firmware. Die -I hat dieselbe Hardware ohne Objektiv, Gehäuse und Firmware-Anpassung. Die -A besitzt einen 12-Bit-ADC und USB mit 12 Mbit/s, ohne Analogausgang und RAM. Die -S nutzt einen Mikrocontroller und einen 8-Bit-ADC und ist auf 68 Zeilen/s, Belichtungszeiten von 12 μs bis 65 ms und 0 bis +65 °C beschränkt. Die anderen drei Versionen arbeiten von -25 bis +65 °C.
| Parameter der USB-Zeilenkamera RA-LSC-1304 | Spezifikation |
|---|---|
| Sensor | Linearer CCD-Array |
| Pixelgröße | 8 μm x 200 μm |
| Pixelabstand | 8 μm |
| Zeilenbreite | 200 μm |
| Effektive Pixel | 1X3648 |
| Aktive Länge | 29.184 mm |
| Spektralbereich | 350 nm bis 1000 nm |
| Max. Pixelfrequenz | 1 MHz |
| Dynamikbereich | 300 |
| PGA-Verstärkungsauflösung | 6 V/V – 64 Stufen |
| Auflösung des programmierbaren Offsets | 300 mV – 512 Stufen ± |
| Leistungsaufnahme | 1.5 W |
| Externe Versorgung | Nicht erforderlich |
| Betriebstemperaturbereich | −25 bis +65 °C |
| Betriebssysteme | Windows 64-Bit und Linux |
| Kommunikationsschnittstelle | USB2.0-Schnittstelle |
| Mehrere Kameras | Unterstützt |
| Gerätetreiber | Ja |
| Beispielcode | Matlab,LabView,C++,C#,VB.Net,Python |
| Leitfaden zur Kameraauswahl | RA-LSC-1304-P | RA-LSC-1304-I | RA-LSC-1304-A | RA-LSC-1304-S |
|---|---|---|---|---|
| Prozessor | FPGA | FPGA | FPGA | Mikrocontroller |
| Gain-Einstellung | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Offset-Einstellung | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| ADC-Auflösung | 16 Bit | 16 Bit | 12 bit | 8 Bit |
| USB-Geschwindigkeit | 480Mbit/S | 480Mbit/S | 12Mbit/S | 12Mbit/S |
| Analogausgang | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
| Integrierter RAM | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
| Belichtung min. | 1 μs | 1 μs | 1 μs | 12 μs |
| Belichtung max. | 71 min | 71 min | 71 min | 65 ms |
| Belichtungsauflösung | 1 μs | 1 μs | 1 μs | 4 μs |
| Zeilenrate | 270 Hz | 270 Hz | 270 Hz | 68 Hz |
| Objektiv | ✓ | ✗ | ✗ | ✗ |
| Gehäusemodell | Vom Kunden wählbar | ✗ | ✗ | ✗ |
| Betriebstemperaturbereich | −25 bis +65 °C | −25 bis +65 °C | −25 bis +65 °C | −25 bis +65 °C |
| Verfügbarkeit | 3 Tage nach Bestellung | 3 Tage nach Bestellung | 3 Tage nach Bestellung | 3 Tage nach Bestellung |
| Firmware anpassbar | ✓ | ✗ | ✗ | ✗ |