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微秒級時間分辨超靈敏紅外光譜儀

品牌：瑞士IRsweep
型號： IRis-F1
產(chǎn)地：歐洲瑞士
供應(yīng)商報價：面議

QUANTUM量子科學(xué)儀器貿(mào)易（北京）有限公司更新時間：2025-04-28 10:19:37

銷售范圍售全國

入駐年限第10年

營業(yè)執(zhí)照已審核

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產(chǎn)品特點(diǎn)

IRsweep公司推出的IRis-F1時間分辨快速雙光梳紅外光譜儀是一種基于量子級聯(lián)激光器頻率梳的紅外光譜儀，突破了傳統(tǒng)光譜儀需要幾秒鐘或者更長的測量時間來獲取一個完整的光譜的限制，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 μs時間分辨的紅外光譜快速測量，wan美提供了結(jié)合高測量速度（微秒級時間分辨率）、高光譜分辨率和寬光譜范圍的解決方案，這種高速的測量方案開啟了生物醫(yī)藥、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)光譜分析的全新的可能。

詳細(xì)介紹

傳統(tǒng)光譜儀由于光源，測量方式等限制，需要幾秒鐘或者更長的測量時間來獲取一個完整的光譜。然而，生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)動力學(xué)等許多過程都是發(fā)生在微秒級的時間內(nèi)，這些過程是傳統(tǒng)技術(shù)的光譜儀沒辦法觀察到。

瑞士IRsweep公司推出的IRis-F1時間分辨快速雙光梳紅外光譜儀是一種基于量子級聯(lián)激光器頻率梳的紅外光譜儀，突破了傳統(tǒng)光譜儀需要幾秒鐘或者更長的測量時間來獲取一個完整的光譜的限制，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 μs時間分辨的紅外光譜快速測量，wan美提供了結(jié)合高測量速度（微秒級時間分辨率）、高光譜分辨率和寬光譜范圍的解決方案，這種高速的測量方案開啟了生物醫(yī)藥、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)光譜分析的全新的可能。

IRis-F1應(yīng)用領(lǐng)域

> 時間分辨光譜 > 動力學(xué)研究

> 光催化研究 > 高通紅外光譜分析

> 適用固體、液體、氣體樣品化學(xué)成分分析

IRis-F1快速紅外光譜設(shè)備特點(diǎn)

> 1 μs時間分辨率 > 高達(dá)0.25 ~0.5 cm^-1波數(shù)分辨率 > 雙量子級聯(lián)激光頻率梳技術(shù)提供高能量光源	> 測量數(shù)據(jù)信噪比高 > 易于微量及痕量光譜分析 > 方便易用、可靠性高


	高信噪比

IRis-F1 微秒級時間分辨超靈敏紅外光譜儀原理示意圖

IRis-F1快速紅外光譜技術(shù)參數(shù)

Time resolution	< 1 μs
Signal-to noise ratio	> 100 @ 1 μs integration time > 1000 @ 100 μs integration time > 1000 @ 10 sec integration time
Light source	Exchangable quantum cascade laser frequency comb sources. Laser exchange may require exchange of additional system components.
Spectral coverage	40 cm^-1 - 120 cm^-1 per exchangable laser source
Center wavelengths	1050 cm^-1 (9.5 μm ) – 1700 cm^-1 (6 μm) available now 830 cm^-1 (12 μm) – 2000 cm^-1 (5 μm) under development
Spectral resolution	< 10 MHz (3x10-4 cm^-1)
Spectral samp領(lǐng)	0.25 cm^-1– 0.5 cm^-1
User interface	Transmission and absorbance spectrum display
Power consumption	Data export in open format 110 – 230 VAC, 700 W typical including electronics

設(shè)備選件：

IRcell – 超長光程激光樣品池

> 適用于紅外激光吸收光譜
> 工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境領(lǐng)域的痕量氣體檢測
> 工業(yè)過程控制
> 安全監(jiān)控
> 微量樣品測試

更低容量更高靈敏度

> 光程長度：349 cm

> 樣品池體積：38 ml

> 低邊噪聲水平：<0.2‰ rms

IRcell技術(shù)參數(shù)

Optical path length	349 cm / 137”
Input-output beam angle	28 degree horizontal 3 degree vertical
Beam alignment tolerance	±0.002 degree horizontal ±0.1 degree vertical
Ideal numerical aperture	0.027
Input hole diameter	4 mm / 0.157”
Fringe level	< 2.0 x 10^-4 rms@ λ=4.3 μm
Wavelength range	IR / mid-IR / THz
Gas volume	38 ml
Gas fittings	Swagelok 6 mm or 1/4” or Whitworth G 1/8”
Absolute pressure range	0-1 bar / 0-750 torr
Leak rate	< 1 x 10^-7 bar x l/s
Mirror surface	Gold
O-Ring material	NBR
Absorption mask material	Teflon, others on request
BaF₂, CaF₂ , Al₂O₃, N-BK₇, others on request others on request	Window material options
10 cm diameter,3 cm height (excluding gas connectors)	Dimensions
Mounting	3 x M6

IRcell 應(yīng)用案例

實(shí)時分析呼吸氣體中的CO和CO₂ — using an EC?QCL


實(shí)驗裝置示意圖


實(shí)驗測試結(jié)果 Ghorbani, R. & F. Schmidt, F.M. Appl. Phys. B (2017) 123: 144. doi:10.1007/s00340-017-6715-x

使用IRcell用于呼吸氣體的分析結(jié)果顯示： > 成功探測呼喚氣體中的CO2和CO > 較長的光程具有痕量氣體探測的優(yōu)勢 > 對痕量氣體探測具有很高的信噪比		IRcell適用于： > 工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境領(lǐng)域的痕量氣體檢測 > 工業(yè)過程控制 > 安全監(jiān)控 > 微量樣品測試

應(yīng)用案例

■ 高溫反應(yīng)動力學(xué)研究

近期，斯坦福大學(xué)的NICOLAS H. PINKOWSKI研究團(tuán)隊與IRsweep公司合作成功利用微秒級時間分辨超靈敏雙光梳紅外光譜儀-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）演示了中紅外QCL的雙梳狀光譜儀在高能氣相反應(yīng)中的微秒分辨單次測量的應(yīng)用。實(shí)驗中配備了兩個頻率梳和多套獨(dú)立的驗證測量系統(tǒng)，在壓力驅(qū)動下的高溫、高壓反應(yīng)釜中研究了一種劇烈的丙炔氧化化學(xué)反應(yīng) 。具體而言，作者在1225 K，2.8 大氣壓和2％p-C₃H₄ / 18％O₂的預(yù)點(diǎn)火條件下，測量了丙炔與氧氣之間1.0 毫秒高溫反應(yīng)的詳細(xì)動力學(xué)光譜。實(shí)驗所采用的量子級聯(lián)激光的雙梳狀光譜儀（DCS）是由兩個獨(dú)立運(yùn)行的，非固定頻率的頻率梳組成，其發(fā)射波長帶寬為179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由頻譜范圍和5 MHz的頻梳間距，可實(shí)現(xiàn)實(shí)測4 μs的時間分辨率（理論時間分辨率0.2 μs）。同時，作者使用另一套獨(dú)立的帶間級聯(lián)激光（ICL）光譜儀對DCS測量的精度做了仔細(xì)的對比研究，確認(rèn)了DCS測量的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明，單脈沖DCS可以以4 μs時間分辨測量速率解析丙炔氧化動力學(xué)，DCS數(shù)據(jù)清楚顯示：在反應(yīng)早期（0-0.6 ms）能觀察到寬帶丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以觀察到水的精細(xì)特征光譜。在劇烈的高溫高壓反應(yīng)中（1 ms 內(nèi)約2500K和60倍的溫度和壓力變化）DCS數(shù)據(jù)顯示了出良好的信噪比，其信號的自然噪聲YZ和時間分辨率在高焓測試環(huán)境中顯示出明顯優(yōu)勢。同時，獨(dú)立的輔助激光測量光譜（ICL）結(jié)果與DCS系統(tǒng)測量結(jié)果具有良好的一致性。此外，DCS能夠解析與溫度直接相關(guān)的量子態(tài)信息。并且，隨著光譜模型和高溫截面數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)，將來DCS系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確性會進(jìn)一步提升。隨著中紅外雙梳光譜技術(shù)的出現(xiàn)，為超靈敏雙光梳紅外光譜儀在高焓反應(yīng)和非平衡環(huán)境的反應(yīng)動力學(xué)研究中提供了廣闊的研究機(jī)遇。研究者堅信超靈敏雙光梳紅外光譜儀在高能反應(yīng)動力學(xué)研究中將會有更多應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020, Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc

■ 菌紫紅質(zhì)時間分辨紅外光譜研究

菌紫紅質(zhì)（bacteriorhodopsin）是存在于細(xì)菌（如生活在鹽湖中的嗜鹽細(xì)菌）中的光敏跨膜質(zhì)子泵。


菌紫紅質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖	鹽湖中嗜鹽細(xì)菌光敏變色	實(shí)驗裝置示意圖

時間分辨快速雙光梳紅外光譜測量結(jié)果顯示：

> 成功觀察到微秒時間分辨下的菌紫紅質(zhì)光敏狀態(tài)變化
> 在微秒測試時間內(nèi)，mOD濃度下光譜結(jié)果良好

> 光譜噪音水平低

時間分辨快速雙光梳紅外光譜適用于：
> 直接分析快速生物過程
> 實(shí)時研究動力學(xué)變化
> 高通分析蛋白-配體相互作用

時間分辨快速雙光梳紅外光譜測量結(jié)果

■ 光催化過程的時間分辨紅外光譜研究

三聯(lián)吡啶釕（Ru(bpy)₃²⁺）由于具有良好的受激發(fā)特性，在電致發(fā)光（ECL）檢測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

光催化水分解反應(yīng)機(jī)理:

(i) Ru(bpy)₃²⁺ 被光激活；(ii) 消耗 S₂O₈^2- ，變?yōu)?+ 價轉(zhuǎn)態(tài); (iii)在 Co₃O₄ 催化下，電子從水轉(zhuǎn)移到 Ru(bpy)₃³⁺ 還原成2+價轉(zhuǎn)態(tài)

相應(yīng)的實(shí)驗方案示意圖

		時間分辨快速雙光梳紅外光譜測量結(jié)果顯示： > 成功觀察到微秒時間分辨下的催化反應(yīng) > 獲得μOD濃度下信號 > 能結(jié)合ATR技術(shù) 時間分辨快速雙光梳紅外光譜適用用于： > 催化反應(yīng) > 化學(xué)反應(yīng) > 反應(yīng)過程監(jiān)控
時間分辨快速雙光梳紅外光譜測量結(jié)果