序言：

近年來，近紅外相機和傳感器等產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)科技領(lǐng)域，所涉及到的波長范圍（800~1700nm）也是人眼所不能觀察到的。特別是應(yīng)用于技術(shù)需求越來越先進(jìn)、適用面越來越廣泛的產(chǎn)品。例如：初期用于自動駕駛、智能手機的LiDAR*1遙感技術(shù)，后續(xù)開發(fā)的在黑暗條件下（如夜間）也能拍攝的夜視攝像機、為提高安全性的人臉識別、虹膜和靜脈識別、以及因5G需求不斷增加的光通信等。

隨著光學(xué)設(shè)備性能的提高，需要能夠滿足高精度測量光學(xué)元件光譜特性（如鏡片的吸光度、透射比和反射比等）的儀器。由于大部分光學(xué)元件具有帶通功能，即通過光學(xué)薄膜或光吸收劑僅傳輸特定波長并切割不需要的波長范圍，為了高精度地實現(xiàn)此功能，需要擴大評價指標(biāo)之一的測光范圍*2。

本次開發(fā)的UH4150AD+（Advanced Spec Plus）是在延續(xù)了作為光學(xué)元件的光譜特性檢測設(shè)備UH4150系列的基礎(chǔ)上，提升了其在近紅外區(qū)域光譜特性測量性能，成為在先端行業(yè)很流行的測量光學(xué)元件的理想設(shè)備。

一、UH4150AD+的光學(xué)系統(tǒng)

1、雙單色光學(xué)系統(tǒng)

分光光度計，是將白光用光譜元件（如棱鏡和衍射光柵）分成單色光然后照射到樣品上，通過檢測透射光和反射光來測量材料的光學(xué)特性。應(yīng)用領(lǐng)域包括材料、環(huán)境、制藥和生物技術(shù)等學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域，根據(jù)其應(yīng)用和要求精度的差異，已經(jīng)開發(fā)了各種設(shè)備。

大的分類有兩種設(shè)備，單光束和雙光束設(shè)備。其中雙光束型分光光度計由于具有高穩(wěn)定性，深受廣大用戶的青睞。在雙光束中，有搭載單個光譜元件的單單色器型設(shè)備，也有搭載兩個光譜元件的雙單色器型設(shè)備。

雙單色器型設(shè)備雜散光較少，更適合要求高精度的光學(xué)薄膜的光譜特性測定。另外，根據(jù)可檢測的波長范圍分為紫外可見分光光度計（一般為190nm～900nm）、紫外可見近紅外分光光度計（一般為190nm～3,300nm）。作為光學(xué)材料特性評價裝置的UH4150AD+ 屬于雙光束、雙單色器型紫外可見近紅外分光光度計。

2、平行光束

分光光度計能夠獲得不同波長下的透過率和反射率光譜。反射測定分為適應(yīng)入射角的正反射、擴散反射（漫反射）、及包括正反射和擴散反射的全反射，光學(xué)材料由于樣品表面為鏡面，具有適應(yīng)入射角的光學(xué)功能，因此用到的正反射測定相對較多。

在測定固體樣品的正反射時，入射角很重要。對于聚集光束，入射角會隨焦距的變化而變化，從而造成導(dǎo)電多層膜和棱鏡等光學(xué)薄膜預(yù)測值和實際值產(chǎn)生差異。

對于平行光束，所有樣品的入射角都是近似于平行的，因此可以高精度測定正反射。

另外，平行光束對于擴散性評價（霧度）、鏡頭透過率測定也是有效的。UH4150系列可實現(xiàn)無限接近平行的入射光，可實現(xiàn)高精度測量。

二、UH4150AD+的優(yōu)勢

1、支持近紅外區(qū)域的測光范圍 7Abs

用于最新相機和傳感器的帶通濾波器含有遮光性能低于 6 Abs(透射率0.0001%)至7Abs(透射率 0.00001%)的光學(xué)薄膜。該產(chǎn)品通過改進(jìn)低透射率測光時的信號處理，支持近紅外區(qū)域的透射率為之前的1/100的7 Abs 的測光范圍。使得即使在以前無法測量的近紅外區(qū)域的微弱透射率條件下也能進(jìn)行高精度測量。

2、配備新的高靈敏度冷卻型InGaAs半導(dǎo)體檢測器

本次的新產(chǎn)品安裝了更靈敏的冷卻型InGaAs*3半導(dǎo)體檢測器。與之前的型號*4相比，在低透射率下實現(xiàn)有效的低噪聲測量，從而能夠獲得更準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

3、多功能掃描提高處理能力

測定僅傳輸特定波長并切割不需要的波長范圍的帶通濾光片時，由于濾光片包含了高透過率和低透過率的波長范圍，學(xué)者們一直都是按照低透過率的掃描速度進(jìn)行全部波長范圍的掃描，所以花費時間較長。

現(xiàn)在，通過搭載新的多掃描功能，每次的測定可以根據(jù)不同的波長范圍分別設(shè)定掃描速度等測試條件。（如下圖）為多掃描功能的設(shè)定畫面和測試結(jié)果。按照透過率變化的5個波長范圍進(jìn)行了測定條件的設(shè)定。之前需要15分鐘的檢測通過多掃描功能只需要6分半就能完成，大大縮減了檢測時間。

三、UH4150AD+的規(guī)格

四、濾光片的測定

透過800nm以下的可見光，截斷波長較長的近紅外光的短傳濾光片的透過譜圖?？梢钥闯霰冉財嗖糠?00 nm長的波長部分OD較高。也就確認(rèn)到了使用本測定裝置，能夠充分測評出OD 7以上的遮光性能。

五、總結(jié)

分光光度計可以測量作為對光學(xué)元件實施各種功能的光學(xué)薄膜的重要指標(biāo)的光譜特性。相信UH4150AD+將成為最適用于測量遙感技術(shù)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用盛行的近紅外區(qū)域光學(xué)部件的設(shè)備。該設(shè)備將通過提供最適合需求的解決方案，為產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

*1 LiDAR：使用近紅外光的遠(yuǎn)程傳感技術(shù)對近紅外的激光進(jìn)行脈沖照射，通過不同時間對其反射光進(jìn)行檢測，將反射光與遠(yuǎn)處照射對象的距離等進(jìn)行3D圖像展示的技術(shù)

*2 測光范圍：用吸光度（Abs : Absorbance） 或者光密度（OD : Optical Density）進(jìn)行表示。增加 1 Abs透過率降低一位數(shù)。（0 Abs=透過率, 1 Abs=透過率10%, …, 7 Abs=透過率0.00001%）

*3 InGaAs：銦/鎵/砷化合物

*4之前的型號：UH4150AD 紫外可見近紅外分光光度計

*5 PbS：硫化鉛化合物