2013年普林斯顿仪器公司首次推出了零像差光谱仪isoplane，它的设计包含了普林斯顿仪器公司的众多专利技术及革命性的改进，并在世界各地的许多实验室的前沿研究和应用开发中发挥着重要作用。
今年，普林斯顿仪器公司最新推出一款IsoPlane 81光谱仪。IsoPlane 81是一款高集成、零像差、内置低噪制冷探测器的光谱仪，集成了一台无像差光谱仪和一台深度制冷科研CCD相机。其占地面积只有笔记本电脑大小，但其性能却远优于传统的光谱仪。该光谱仪是在Fergie的基础上进行了进一步升级。此外，IsoPlane 81还提供完整的附件生态系统，以便简化操作，适用于各种不同的测试环境及需求。
【关键词】
零相差 / 无彗差 / 高集成拉曼、荧光、和吸收显微成像光谱仪 / 帧转移CCD架构 / 微秒时间分辨率
【产品规格参数】
光谱仪 | ||
焦距 | 80.8 mm | |
数值孔径 | f/4 | |
光谱分辨率(FWHM)+ | 0.13nm | |
光谱仪镀膜和光谱范围 | 银涂层，400-1100nm | 铝涂层，200-1100nm |
光栅 | 150 g / mm至4320 g / mm; 用户可更改，可旋转，单光栅转塔 | |
杂散光/彗差 | 在整个焦平面上的所有波长和光栅角度均为零 | |
狭缝 | 宽度：10-500μm；高度：3.3mm，激光切割缝 | |
波长精度 | 0.13nm | |
波长重复精度 | 0.015nm | |
CCD相机 | ||
型号 | BRX | BX |
芯片类型 | TPI独有的背照式，深耗尽，帧转移，eXcelon® ，紫外镀膜 | PI独有的背照式，帧转移，eXcelon® ，紫外镀膜 |
芯片效率 | NIR响应增强，峰值QE>97％ | 超低暗电流，适合长时间曝光实验 |
芯片靶面 | 1024 x 256 （1024×512包括帧转移存储区） | |
最底制冷温度 | –55° C （保证）, –60° C （标准） | |
系统读出噪声 | 4 e- rms @ 200 kHz; 7 e- rms @ 1 MHz; 20 e- rms @ 4.55 MHz | |
暗电流* | 3 e-/pixel/sec | 0.03 e-/pixel/sec |
杂散光** | <10 -4 | |
垂直转移速度 | 5.6μsec/row to 35 μsec/row (程序控制) | 15.2 μsec/row to 95 μsec/row (程序控制) |
光谱率 （连续） | 292光谱/秒（垂直方向像素全部合并） | 124光谱/秒（垂直方向像素全部合并） |
频谱率（动力学模式） | > 10,000光谱/秒（光谱动力学模式，10行合并） | > 5000光谱/秒（光谱动力学模式，10行合并） |
非线性率 | <1% @所有ADC速率 | |
软件可选增益 | 1.5 e- / ADU，3 e- / ADU（典型值）适用于所有ADC速率 | |
在没有特殊说明的地方，参数都是标准的。所有的参数是有改变的。
*测试于-55°C条件下；
**在532nm单模激光，中心波长10nm以外的条件下测试。
【量子效率曲线图】
产品特点
零像差光学设计,没有彗形相差 ;
覆盖了UV-NIR全波段，是理想的高集成拉曼、荧光和吸收的显微成像光谱仪 ;
集成TE冷却背照式CCD，制冷低至-45°C，允许长的积分时间来检测微弱信号 ;
帧转移CCD架构，1kHz的频率捕获光谱速率（合并10行）;
动力学光谱模式，拥有微秒时间分辨率 。
【无像差光学设计】
Iso Plane 81光谱轮廓完全没有彗差和像差，从而消除了在任何光栅角度下任意波长上的价款不对称轮廓；这显著的提高信噪比和峰值分辨率。
【预对准光谱学立方体】
IsoPlane 81的预对准光学模块光谱学立方体，光纤和激光源，能够对实验设计进行预先校准。
这可以确保最终实验的灵活性，可以更加容易的获取精准实验结果，且可重复实验。
【集成热点冷却，背照式CCD相机】
IsoPlane 81配备了深度制冷CCD探测器，提供极高的灵敏度和峰值为95%的QE。
热电冷却可以到-45℃，允许长时间的集成，是微弱信号检测的理想选择。
【内置动力学光谱模式和帧传输CCD】
IsoPlane 81定制动力学光谱模式，可实现微秒级的时间分辨。
高速帧传输CCD检测器可实现34 fps的全帧图像捕获，其光谱速率超过1 kHz（10行合并）
【应用领域】
※ 光谱分析
※ 拉曼光谱
※ 荧光光谱等
【实际应用案例】
1）FERGIE光谱仪，一款改变光谱测量方式的光谱仪！
“FERGIE体积非常小, 加上其模块化设计，与显微镜连用（光纤和空间光耦合）很方便。”
——谭平恒研究员，中国科学院半导体研究所
中国科学院半导体研究所的谭平恒教授的研究方向集中在二维层状材料及其相关异质结构，纳米碳材料和新型低维半导体材料的光学性质上。图1是谭平恒研究院使用FEIGIE搭建的显微拉曼光谱系统示意图。
图1：基于FERGIE搭建的显微拉曼光谱系统
图2显示了通过带有FERGIE系统的共焦拉曼光谱的自制微拉曼模块获得的石墨烯的一阶和二阶拉曼光谱。 实验中使用了氦氖激光器（632.8nm，10mW）。由于其焦距短，FERGIE可以在单次捕获中产生非常宽的光谱（> 5000 cm-1或> 270nm，使用632.8nm激光和600 g/mm的光栅），这对于拉曼光谱仪都非常有用和荧光实验。 参见图3。
图2：石墨烯的一阶和二阶拉曼光谱
图3：FERGIE的单次采集的宽光谱范围图
谭平恒研究员使用仪器后现场回答的三个问题：
PI：FERGIE系统在您的实验室中的性能如何？
PHT：FERGIE的出色灵敏度得到了证实，它具有通过与自制的微型拉曼模块集成使用600g /mm，500nm闪耀光栅来检测石墨烯的G和2D模的拉曼光谱的能力，如图2所示。
PI：FERGIE的灵敏度与其他光谱仪相比如何？
PHT：FERGIE在专业拉曼光谱仪和手持式光谱仪之间架起了一座桥梁。 它可以在标准的科学实验室和现场工作站上工作。
PI：用FERGIE采集的光谱将如何帮助您的研究？
PHT：由于其无像差性能，FERGIE可以高灵敏度在每次捕获中检测非常宽光谱范围内的光致发光信号。 同时它足够灵敏，可以得到区分晶体结构的典型材料的拉曼光谱。
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