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海洋光學(xué)（Ocean Optics，現(xiàn) Ocean Insight）QEPro 高性能光譜儀是該品牌旗下的科研級高靈敏度光纖光譜檢測平臺，憑借其卓越的弱光探測能力、極高的信噪比與寬動態(tài)范圍，被公認(rèn)為同尺寸微型光譜儀中的性能標(biāo)桿。該儀器的核心在于搭載了一顆Hamamatsu薄型背照式制冷型面陣CCD陣列探測器，峰值量子效率高達(dá)90%（在250 nm深紫外處仍可達(dá)65%），配合三級熱電制冷（TEC）模塊，可將探測器溫度穩(wěn)定控制在低于環(huán)境溫度10℃（典型-10℃），極大壓制了熱噪聲（暗噪聲低至約2.5-4 RMS counts），使其在熒光光譜、拉曼光譜、DNA/RNA吸光度測定等低光平（Low-light-level）應(yīng)用中依然能獲得清晰、可信的信號。QEPro 采用對稱交叉式 Czerny-Turner 光路設(shè)計(jì)（f/4，焦距101.6 mm），配備18位A/D轉(zhuǎn)換器，單次采集信噪比（SNR）可達(dá)1000:1，動態(tài)范圍高達(dá)約85000:1，線性度優(yōu)于0.5% NL，這些硬核指標(biāo)使其不僅能捕捉極微弱的光譜特征，還能在同一張光譜中同時準(zhǔn)確呈現(xiàn)極弱與較強(qiáng)的信號，免去了頻繁調(diào)整衰減器或更換檢測模式的麻煩。波長覆蓋可在185 nm至1100 nm之間靈活配置，提供多種預(yù)配置型號（如UV-VIS 200-775 nm、VIS-NIR 350-925 nm、XR全波段200-950 nm、吸光度ABS版、熒光FL版及拉曼專用版等），亦可按需求定制光柵（多達(dá)十余種刻線密度與閃耀波長可選）與可更換入射狹縫（5、10、25、50、100、200 μm），讓用戶在0.14 nm至7.7 nm（FWHM）的光學(xué)分辨率與光通量之間精準(zhǔn)權(quán)衡，適應(yīng)從精細(xì)拉曼峰分辨到廣譜快速掃描的不同需求。
在高速數(shù)據(jù)吞吐、熱穩(wěn)定性與系統(tǒng)集成層面，QEPro 展現(xiàn)了極強(qiáng)的專業(yè)適配性。它內(nèi)置了高達(dá)15,000張光譜的板載緩沖區(qū)（Spectral Buffer），并支持時間標(biāo)記功能，在高速全譜采集（最快可達(dá)8 ms/張，即每秒125張全譜）時，可先將數(shù)據(jù)暫存于本地內(nèi)存再經(jīng)USB批量傳輸，徹底規(guī)避了USB通訊延遲可能導(dǎo)致的丟幀或數(shù)據(jù)錯位，保證了全譜動力學(xué)研究（如酶動力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測、蛋白質(zhì)折疊、快速電化學(xué)掃描）的數(shù)據(jù)完整性與時間分辨率。探測器的熱電制冷不僅降低了噪聲，還賦予了儀器的熱穩(wěn)定性（波長漂移僅約0.02 nm/°C），在長時間連續(xù)監(jiān)測或環(huán)境溫度波動較大的車間在線（PAT）場景下，仍能保持基線穩(wěn)定與峰位準(zhǔn)確，暗噪聲在較大室溫變化范圍內(nèi)可穩(wěn)定在極低計(jì)數(shù)（如文獻(xiàn)提及約4 counts）。接口方面，QEPro 標(biāo)配 SMA 905 光纖輸入接口（可選FC），可無縫搭配海洋光學(xué)全系的脈沖氙燈、脫氫氘燈、鹵素?zé)舻裙庠醇案黝惞饫w探頭（反射、透射、浸入式、熒光、積分球耦合等），并帶有 USB 2.0 與 RS-232 通訊端口，支持觸發(fā)與控制；其物理尺寸為182 × 110 × 47 mm，重約1.15 kg，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作溫度0 °C 至 55 °C，既可穩(wěn)居實(shí)驗(yàn)室臺面作為通用高敏探測器，也能集成到定制機(jī)箱、手持設(shè)備、在線旁路檢測工位或顯微鏡光譜系統(tǒng)中。可選配的內(nèi)部電控快門（Internal Shutter）可自動完成暗參考采集，進(jìn)一步簡化操作流程并提升暗噪聲修正的精度。
憑借上述“高量子效率制冷CCD + 高動態(tài)范圍低噪聲電路 + 大緩沖高速采集 + 熱穩(wěn)定光路”的綜合優(yōu)勢，QEPro 高性能光譜儀廣泛應(yīng)用于前沿科研與高端工業(yè)檢測領(lǐng)域。在生命科學(xué)與生物化學(xué)中，它是DNA/RNA濃度與純度測定（A260/A280）、蛋白質(zhì)濃度定量（如Bradford、BCA、紫外吸收法）、熒光探針/染色劑光譜表征、細(xì)胞代謝產(chǎn)物監(jiān)測及生物反應(yīng)器過程分析（PAT）的核心工具；在材料科學(xué)與化學(xué)研究中，適合量子點(diǎn)、鈣鈦礦、二維材料、熒光粉、聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）材料、納米顆粒等的光致發(fā)光（PL）光譜、吸光度/透射/反射光譜及穩(wěn)定性測試，亦可搭配顯微鏡實(shí)現(xiàn)微區(qū)熒光成像光譜；在拉曼光譜應(yīng)用中，QEPro 的高靈敏度與低雜散光（如<0.08% @600 nm）使其成為532 nm、638 nm、785 nm等常見激發(fā)波長下常規(guī)至痕量樣品拉曼檢測的優(yōu)選探測器（海洋光學(xué)亦提供QE Pro-Raman預(yù)配置系列）；此外，在環(huán)境監(jiān)測（如水質(zhì)熒光指紋、氣溶膠散射/吸收）、食品農(nóng)業(yè)（成分快速篩查、摻假檢測）、珠寶鑒定、半導(dǎo)體材料表征及各類需弱光探測的在線質(zhì)控中均有出色表現(xiàn)。無論是作為高靈敏度的臺式光譜核心、構(gòu)建專用分析儀器，還是嵌入OEM系統(tǒng)執(zhí)行高精度在線全檢，QEPro 都以其成熟的模塊化生態(tài)、可靠的科研級性能及靈活的配置能力，為科學(xué)家與工程師提供了一把探測微弱光信號與寬濃度范圍樣品的“利器”。
其主要技術(shù)參數(shù)如下：
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項(xiàng)目 |
規(guī)格 / 性能指標(biāo) |
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儀器型號 |
Ocean Optics (Ocean Insight) QEPro 高性能光譜儀（含多種預(yù)配置：UV-VIS, VIS-NIR, XR, ABS, FL, Raman 及定制） |
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探測器類型 |
Hamamatsu 薄型背照式制冷型面陣 CCD 陣列（1024 × 58 有效像素，總像素 1044 × 64；24 μm × 24 μm 像素尺寸） |
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探測器制冷 |
三級熱電制冷（TEC），典型制冷至 -10℃（低于環(huán)境溫度 10℃），降低熱噪聲 |
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波長范圍（可配置） |
185 nm – 1100 nm（依光柵與狹縫配置；常見預(yù)配置：200-775 nm, 350-925 nm, 200-950 nm, 350-1100 nm 等） |
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光學(xué)分辨率 (FWHM) |
0.14 – 7.7 nm（取決于光柵刻線密度與入射狹縫寬度；如 10 μm 狹縫典型 ~1.2 nm 或更低） |
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信噪比 (SNR) |
1000:1（單次掃描 @10 ms，全信號）；高速平均模式更高 |
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動態(tài)范圍 |
~85,000:1（單次采集） |
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線性度 |
>99.5%（0.5% NL） |
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暗噪聲 |
約 2.5 – 4 RMS counts（制冷穩(wěn)定后） |
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量子效率 (QE) |
峰值 90%；@250 nm 約 65% |
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積分時間 |
8 ms – 3600 s（60 分鐘） |
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A/D 分辨率 |
18 bit |
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光路設(shè)計(jì) |
對稱交叉式 Czerny-Turner（f/4，入射/出射焦距 101.6 mm） |
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可更換光柵 |
多種可選（如 300、400、600、1200 lines/mm 等，不同閃耀波長） |
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入射狹縫選項(xiàng) |
5, 10, 25, 50, 100, 200 μm（可更換），或無狹縫（直接 SMA/FC 接口） |
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可選內(nèi)部快門 |
是（電控，用于自動暗參考采集） |
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板載光譜緩沖區(qū) |
多達(dá) 15,000 張光譜，支持時間標(biāo)記，保障高速采集數(shù)據(jù)完整性 |
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光纖接口 |
SMA 905（標(biāo)準(zhǔn)，可選 FC） |
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通訊接口 |
USB 2.0，RS-232 |
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物理尺寸 |
182 mm × 110 mm × 47 mm |
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重量 |
1.15 kg |
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工作溫度 |
0 °C – 55 °C |
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儲存溫度 |
-30 °C – 70 °C |
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典型應(yīng)用領(lǐng)域 |
熒光光譜、拉曼光譜、DNA/RNA 吸光度、蛋白質(zhì)定量、材料 PL/吸收/反射、量子點(diǎn)/鈣鈦礦研究、顯微鏡光譜、在線 PAT、環(huán)境監(jiān)測、食品/農(nóng)業(yè)快檢等 |
