火花直读光谱仪的未来发展之路

  从光谱仪的发展历史可以看出，早期是PMT直读光谱仪的天下，近来CCD全谱直读光谱仪的出现，由于其全谱分析，易扩展的特性迅速蚕食了很多PMT的市场。但是PMT直读光谱仪在一些大型企业检测中心还是具有很高的占有率，其主要原因就是因为CCD直读光谱仪检测还存在很多不足之处，如检出限高，非金属元素检测精度低等等。

这里介绍一款全新基于CMOS检测器的全谱直读光谱仪——lnnovate T5直读光谱仪，既有CCD的全谱特性，又具有较高的检出限（介于PMT和CCD之间），同时在紫外区域对非金属元素的检测也具有较高的精度，是目前及未来直读光谱仪市场的主流产品。

使用CMOS检测器的直读光谱仪在几年前就已经出现商品化的仪器了。为使光谱仪更好的适应高纯度样品的分析，中国光谱仪行业引领企业－－无锡杰博公司率先提出了应用科研级CMOS（互补性氧化金属半导体）作为检测器与现有的在结构和硬件上具有高性能的直读光谱仪结合的想法，并首次发布了中国台采用CMOS技术的全谱直读光谱仪——lnnovate T5产品。

为什么CMOS直读光谱仪能够同时兼具全谱特性和超低检出限，主要源于以下几点： （1）高灵敏度：科研级CMOS由于近100%的高像元填充率而拥有用于高光谱成像系统的灵敏度优势，灵敏度好，应用于直读光谱仪，各常见金属分析检测元素元素检出限均可到0.01~10 ppm；

（2）光谱范围宽：CMOS光路结构使原来的一段连续光谱分成上下排列的两段光谱，有效的扩展面阵传感器接受光谱的范围，可以接收从深紫外区域到1000 nm的波长谱线，能够满足金属样品中各元素的分析；

（3）高阻抗：CMOS在电路设计上集成度更高，将A/D转换器集成于芯片内部，直接数字信号输出，大大降低了外围电路的复杂度，降低了整个电路的功耗；CMOS的APS量子效率比较高，由于采用了新的消噪技术，输出图形信号质量比以前有许多提高，读出噪声一般为14~100个电子。耗电小，背景小，噪音小，这些都大大提高了光谱仪分析低含量元素的重复性；

（4）数据传输速度快：从CMOS内部结构可以看出，CMOS的光电探测和输出放大器是在像素内部，因此它可以很灵活地将信号读出，而且CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图像信息，所以CMOS数据传输速度比CCD电荷耦合器快很多。

（5）成本低：科研级CMOS也是面测量，可进行全谱扫描与分析，不需要像PMT那样一个通道必须配置一根管，成本较低； 科研级CMOS与光谱仪的结合，是高效与质量的结合，二者相得益彰，珠联璧合。高性能、高性价比的CMOS直读光谱仪是时代进步的产物，是市场需求的产物，是直读光谱仪行业发展的必然趋势。

原创作者：无锡杰博仪器科技有限公司