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Ocean HR2光纤光谱仪凭借其专有的CCD阵列探测器和低杂散光光学平台设计，为从等离子体监测到药物分析等各种应用提供了优异的光谱性能。本次测试，将聚焦海洋光学HR2光纤光谱仪的吸光度线性度以及高分辨率性能。

关于Ocean HR2

海洋光学Ocean HR2高分辨率光纤光谱仪结构紧凑，坚固耐用，积分时间快至1μs，热波长稳定性——漂移小于每摄氏度0.06个像素，可在温度变化时保证可靠的光谱性能。它涵盖 ~190-1150 nm 内各种波长范围，可选狭缝尺寸，以帮助用户控制光通量和光学分辨率。

Ocean HR2光谱仪可与海洋光学光源、附件和软件兼容，允许用户针对不同的应用优化。此外，每台HR2海洋光学光谱仪都配有Ocean Direct，这是个功能强大的跨平台软件开发工具包，带有应用程序编程接口。

吸光度测量：重铬酸钾标准品

为测试海洋光学HR2光纤光谱仪的吸光度线性度，测量了重铬酸钾吸光度标准品，每种样品的浓度水平都不同。

测量吸光度实验包括海洋光学HR2-UV-VIS光谱仪、带衰减器的DH-2000氘灯光源、两根400 μm光纤，石英比色皿、Square One比色皿支架和海洋光谱仪软件OceanView。

图1.重铬酸钾标准品的紫外吸光度

（浓度范围20.27-100.95 mg/L）

图1为使用Ocean HR2测得的紫外吸收谱，可看出Ocean HR2出色的低杂散光性能，特别是当绘制与浓度关系时，其吸光度线性度为0.9997（图2）。

图2.高吸光度线性度是海洋光学光谱仪HR2的一个特点。

蓝色线为重铬酸钾标准品的测量结果，基于该标准曲线，可预测该波长范围内1.5 AU以下几乎任何样品的浓度。

吸光度测量：牛血清白蛋白BSA

BSA常用作生化应用中的蛋白质浓度标准品。下面使用与重铬酸钾实验相同的Ocean HR2光谱仪配置，在蒸馏水中测量了质量同为503mg的30种不同浓度的BSA。

为确保获得更佳测量结果，建议在实验中应注意以下：

测量前，将光谱仪和光源预热30分钟。预热有助于光源达到热平衡状态，避免由于光源输出的微小变化而导致的测量偏差。

采样时避免取下石英比色皿，因为这样做可能会引入错误。正确的做法是，在比色皿中进行溶液稀释，使用一次性移液管吸取每个样品的一部分，然后在去离子水中混合，并对每个样品重复该过程。

同时，还建议避免测量中移动光纤。

图3. BSA样品在 279 nm 处有强烈的吸收峰。

使用BSA测量的吸光度线性度结果甚至比重铬酸钾更好。取279 nm处的吸收峰（图3），吸光度直至2.5AU，也能保证吸光度线线性度0.999（图4）。这种性能使Ocean HR2成为定量其他类型的蛋白质浓度及生物应用，如分析血液成分和对药物配方进行质量保证的理想选择。

图4. 近30个BSA样品上测得的吸光度线性度高达0.999。

高分辨率的Ocean HR2：识别谱线

由于光学平台优化设计，HR2海洋光学光谱仪的分辨率（FWHM）通常小于1nm。例如在测量汞氩灯气体放射光源时，在UV-VIS波段观察到很多明确的尖峰（图5）。

图5.根据配置，可使用海洋光学光谱仪Ocean HR2实现亚纳米级光学分辨率。

在测太阳辐照度时观察到类似的光学分辨率性能，25μm狭缝的Ocean HR2在其光谱范围内检测到光学分辨率小于1.2nm的光谱发射线（图6）。

采样配置包括一个连接到600μm VIS-NIR光纤的余弦校正器，该光纤被放置在反射探头支架中，并以90°对着天空。

图6. HR2海洋光学光谱仪在太阳辐照度测量中展示了其多功能性。

结语

从检测等离子体和气体中的窄发射线到确定蛋白质的浓度，Ocean HR2 光纤光谱仪在实验室或生产线上提供科研级光谱仪性能，能够胜任研究或系统集成的苛刻要求。

接触角测量仪的检测系统发展是经历了从目测量角器（Goniometer）到视频影像系统（ video base）的转变。上世纪的接触角测量仪是以目测量角器为主流的，随着计算机的发展，以视频系统为检测器的接触角测量仪也迅猛发展起来。20年来，接触角测量仪的视频系统也经历了从模拟相机到数字相机的转变过程，目前市场的主流是USB数字工业相机，由于个别厂家的误导，使客户往往陷入到“ 盲目追求最 大视频速度和最 大分辨率”的误区。 在此，我们将数字相机的选择介绍给大家：

数字相机按照接口标准不同，可以分为1394相机、USB相机、CameraLink相机以及Gige相机四种。其中CameraLink接口相机能够解决大数据量传送问题；Gige接口相机能够解决长距离、快速传输问题；而1394相机和USB接口相机具有简单易用、性价比高等特点；

数字相机最基础功能就是将光信号转变成为有序的电信 号。选择合适的相机也是接触角测量仪视频系统设计中的重要环节，工业相机不仅是直接决定所采集到的 图像分辨率、图像质量等。

好的工业相机应具有高精度、高清晰度、低噪声等特点，而且通过计算机可以编程 控制曝光时间、亮度、增益等参数，另外图像窗口无级缩放，带有外触发输入等功能。

衡量工业相机主要参数

1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于工业数字相机一般是直接 与光电传感器的像元数对应的，

2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于工业数字数字相机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. 最 大帧率（Frame Rate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采集的行数（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于工业线阵相机都是逐行曝光的方式，可以 选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间； 面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，工业数字相机一般都提供外触发采图的功 能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。目前工业数 字相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。

6. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是 350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去

通常高清图像采集，想要达到预期的高清效果，只有高清工业相机是不够的，高清工业镜头也是整个系统所不能缺少的。我们还应注意一个要素—传感器的尺寸（或者说是像素大小）。对于同样像素的传感器，传感器的大小决定了其单个像素的大小，也就决定了成像的清晰程度。

举例来说，市面上我们常见的500万像素工业相机大多对应2/3"（1"）传感器，2/3"传感器对应成像规格为8.8mm×6.6mm，粗略估计单个像素点的大小大概为3.4μm×3.4μm；而常见300万像素产品大多只有1/3"（1/2"）大小，1/3"传感器对应成像规格为4.8mm×3.6mm，同样可算得单个像素点的大小大概是2.4μm×2.4μm。由此，300万像素传感器与500万像素传感器相比，总像素虽然相差了近一倍，但是由于传感器面积小了一倍，单个像素小了1μm，而也这正是影响整个画面清晰度的重要因素。

由此得出，图像的清晰度不只是看总像素，也不是单看工业摄像机或者传感器，而是要结合传感器尺寸看单个像素的大小，再选择匹配的工业镜头。用户在选配设备的时候既要理性看待"超高像素和速度"之说。

显微镜作为检测设备的主要设备之一，而评判显微镜性能的重要指标是分辨率。分辨率是指能清楚地分辨两个小点或两线间的Z小距离。人眼本身就是一台显微镜，在标准照明条件下，人眼在明视距离（国际公认为25cm） 上的分辨率约等于1/ 10mm。对于观察两条直线来说，由于直线能刺激一系列神经细胞，眼睛的分辨率还能提高一些。

人眼的分辨率只有1/ 10mm， 那么比1/ 10mm 小的物体或比1/ 10mm 近的两个微小物体的距离，人眼就无法分辨了。所以出现了从简单的宏观放大镜到微观观测的光学显微镜，继而电子显微镜。显微镜的分辨率定义是指在标本上能清楚分辨的两个小点之间的Z小距离。其计算公式为：

D=0.61λ／NA

式中：D 为分辨率（um）；λ 为光源波长（um）；NA 为物镜的数值口径（也称镜口率）。

由公式可得到，显微镜的分辨率决定于入射光源的波长以及所匹配物镜的数值孔径。由此可知，提高光学显微镜的方法：

1、降低光源波长。

可见光Z短波长为390nm,若用此波长的紫外光作为照明光源，可使光学显微镜的分辨率降低至0.2um。但是由于大多数普通材料的玻璃会大量吸收340nm以下波长的光，紫外光经过大量衰减无法形成清晰、明亮的图像。因此不得不使用石英(可透过低达200nm的紫外光)、荧石(可透过低达185nm的紫外光)等价格昂贵的材料，并且紫外光显微镜不能用肉眼进行观察，甚至受观测样品的限制，再加上昂贵的造价，所以这种提高显微镜分辨率的方式由于其自身的局限性而不受广泛应用。

2、增加物镜的数值孔径NA.

数值孔径NA=n*sin(u)

式中，n为物镜与标本之间的介质折射率；u为物镜的二分之一孔径角。因此，从光学设计上适当采用较大的孔径角，或者增大折射率成为Z常见的提高光学显微镜分辨率的方法。一般低倍物镜如10X以下其介质采用空气，折射率为1，即干燥系物镜；水浸介质是蒸馏水，其折射率为1.33；油浸物镜介质是香柏油或其它透明油，其折射率一般在1.52 左右，接近透镜和载玻片的折光率，如Olympus 的100X油镜。水浸物镜和油浸物镜不仅放大倍数高而且由于使用高折射率的介质，从而提高物镜的分辨率。

（来源：广州市明美光电技术有限公司 ）