
引言
Avio® 3000作為珀金埃爾默ICP-OES產(chǎn)品線的最新成員,重新定義了真正的全譜直讀型ICP-OES技術(shù),在保持運營成本可控的同時,每次運行都能提供高速分析與準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。
這得益于新一代技術(shù)的全面應(yīng)用:等離子體系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和檢測器—三大核心子系統(tǒng)均經(jīng)過重新設(shè)計,以良好性能實現(xiàn)高效運行。本技術(shù)說明重點介紹光譜儀設(shè)計中新型光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)原理(圖1)。關(guān)于Avio 3000其他主要組件的詳細(xì)信息,可參閱相關(guān)文獻(xiàn)1,2。

圖1.Avio 3000 ICP-OES內(nèi)部的光路設(shè)計(點擊查看大圖)
核心優(yōu)勢
• 良好的信背比響應(yīng)
• UV Boost模式:增強(qiáng)信背比
• 在紫外與可見光區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高性能分辨率
• 在嚴(yán)苛環(huán)境下仍保持熱穩(wěn)定性
傳輸光學(xué)系統(tǒng)
ICP-OES光學(xué)設(shè)計的首要環(huán)節(jié)是將等離子體發(fā)射的光子通過軸向與徑向兩種觀測方式傳輸?shù)焦庾V儀中。這一功能通過傳輸光學(xué)系統(tǒng)(圖2)實現(xiàn),其在Avio 3000上具備熱穩(wěn)定設(shè)計。各光路均配備快門以有效控制雜散光。
圖2.Avio 3000 ICP-OES的(a)軸向與(b)徑向等離子體觀測傳輸光路示意圖(點擊查看大圖)
光譜儀光學(xué)系統(tǒng)
如圖3所示,發(fā)射光經(jīng)傳輸系統(tǒng)后進(jìn)入光譜儀。Avio 3000采用的光學(xué)設(shè)計具有多項獨特優(yōu)勢:光通量通過兩種方式提升。首先,光學(xué)元件數(shù)量經(jīng)過優(yōu)化精簡;其次,所有光學(xué)元件均采用專用紫外鍍膜,針對220nm以下波長進(jìn)行優(yōu)化,增強(qiáng)該波段弱發(fā)射元素(如砷、硒、磷、硫、鉛等)的信號強(qiáng)度,從而實現(xiàn)對更低濃度的準(zhǔn)確測量。
光通量還通過兩種方式進(jìn)一步強(qiáng)化:第一,光譜儀設(shè)計中加入了UV Boost模式(詳見其他文獻(xiàn)3);第二,中階梯光柵效率較前代設(shè)計提升兩倍。高光通量使Avio 3000可在高分辨率模式下運行,以降低或消除光譜干擾。雖然信號強(qiáng)度隨分辨率提高而減弱,但通過光譜儀的光通量高于前代產(chǎn)品,使得高分辨率模式能夠應(yīng)用于更低濃度的檢測。

圖3.Avio 3000 ICP-OES光譜儀光路示意圖,藍(lán)色線條代表光路(點擊查看大圖)
?高性能的實現(xiàn)還需保持低背景噪聲。光譜儀內(nèi)部采用多重遮光設(shè)計,相比前代系統(tǒng)顯著降低雜散光。
?同時,檢測器成像需無像差以更大化分辨率。Avio 3000通過自由曲面光學(xué)元件與棱鏡組合實現(xiàn)這一目標(biāo):棱鏡分離各中階梯衍射級次,其獨特背面結(jié)構(gòu)校正像差,從而提高分辨率。
?最后,為確保波長穩(wěn)定性,光譜儀采用真實運動學(xué)微型光學(xué)平臺設(shè)計實現(xiàn)熱穩(wěn)定性。光學(xué)平臺與支架采用相同材料,消除不均勻熱脹冷縮影響,實現(xiàn)波長穩(wěn)定性。系統(tǒng)還通過內(nèi)置校準(zhǔn)燈進(jìn)一步保障波長準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。
總結(jié)
Avio 3000 ICP-OES獨特的光譜儀設(shè)計能夠更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定地測量低濃度樣品。系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性很大程度減少波長漂移,降低用戶干預(yù),在提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時簡化操作流程。
參考文獻(xiàn)
1. "HeliPlate Plasma Technology on the Avio 3000 ICP-OES: Maximized Plasma Robustness Without a Chiller", PerkinElmer Technical Note, 2026.
2. "The Avio 3000 ICP-OES Detector: Boosting Speed and Precision with Next-Generation Technology", PerkinElmer Technical Note, 2026.
3. "UV Boost on the Avio 3000 ICP-OES: Optimizing Measurements of Low UV Analytes", PerkinElmer Technical Note, 2026.
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