基于微型光纤光谱仪等离子体光谱测量解决方案

   随着温度的升高，一般物质依次表现为固态、液态和气态，统称为物质的三态。当气体温度进一步升高时，分子或原子将由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子。这时物质将进入一种新的状态，主要由电子和正离子（或带正电的核）组成的状态。这种状态的物质叫等离子体。这种状态也称为物质的第四态。目前直接测量等离子体的仪器主要分为两类：一类是测量等离子体的密度和温度，另一类是测量等离子体的特征谱线（光谱法）。光谱法通过光纤探测等离子体信号，通过光谱仪进行数据采集和分析。在高温条件下，光谱法作为一种不介入测量诊断技术有着其他方法不可比拟的优势。等离子体光谱监测常应用于半导体刻蚀等领域。

1. 等离子光谱测量仪器搭建方案

整套仪器方案由微型光纤光谱仪、光纤跳线和余弦校正器组成，示意图如下：

具体配置清单如下：

2. 仪器介绍：

2.1 微型光谱仪

RGB-ER-CL微型光谱仪采用交叉非对称C-T光路结构，配置先进的CMOS探测器，是一款结构紧凑、携带方便的通用型微型光纤光谱仪，适用于科研及工业生产的光谱测量应用，具有高灵敏度、高分辨率、高量子效率和高动态范围的特点。

RGB-ER-CL微型光谱仪响应范围为200～1000nm，狭缝为25μm，分辨率为1.5nm。

RGB-VIS-NIR-CL的波长范围为400～1100nm，狭缝为25μm，分辨率为1.0nm。用户也可以选择不同的光栅配置，得到不同的光学分辨率和光谱响应范围，以满足不同的应用需求。另外针对其它波段如200～900nm/200～1000nm/300～1100nm/700～1100nm等可以提供定制。

该款微型光谱仪免费提供配套光谱测量软件KewSpec。软件包含查看、保存、读取光谱图和数据，以及积分时间、Boxcar平滑和信号平均等信号处理等基本功能，还包含光谱测量、吸光度、透过率、反射率等应用测量模式。操作界面简洁明了，易于上手。

2.2 光纤跳线

KEWLAB提供各种波长范围、光纤芯径和长度的光纤跳线，广泛应用于光谱分析领域。该光纤跳线具有坚实耐用、稳定性高、传输损耗小等特点。连接光源、微型光谱仪，起到传输光谱信号的作用。根据客户的实际应用需求，可选择不同型号的光纤跳线。

光纤跳线覆盖光谱范围：190-2200nm

光纤芯径可选范围：200、400、600、1000μm等

标准长度：0.5m、1m、2m，其它长度可定制

外壳材料：金属或塑料

2.3 余弦校正器

余弦校正器是一种可以收集180°的光谱辐射的采样元件，CC1余弦校正器采用聚四氟乙烯漫射材料。CC1 余弦校正器用于连接SMA905接口的光纤跳线，用于测量分析LED光、激光、UV-A和UV-B太阳辐射光、环境光和其它发光光源。CC1 余弦校正器可收集180°视场角的光，波长范围200~1100nm。

参考文献：

[1] 李爱侠,张子云,戴鹏,王翠平,叶柳．等离子体光谱仪测定惰性气体成分实验研究[J]．大学物理实验,2022,35(3):64-67