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一、引言
北京卓立漢光儀器有限公司（以下簡稱“卓立漢光"）是國內*先的光電檢測儀器與精密機械運動控制技術供應商，自1999年成立以來，始終專注于光譜儀、拉曼/熒光光譜系統(tǒng)、精密位移臺等產品的研發(fā)與生產。作為國*級專精特新“小巨人"企業(yè)，卓立漢光以“質量*一、客戶優(yōu)先"為核心理念，通過自主研發(fā)突破技術壁壘，其SGM系列光纖光譜儀憑借高精度、高穩(wěn)定性及廣泛適用性，已成為科研與工業(yè)領域的重要工具。
本白*書旨在全面解析SGM系列光纖光譜儀的技術優(yōu)勢、應用場景及質量保障體系，為行業(yè)用戶提供科學選型與應用的參考依據(jù)。
二、SGM系列光纖光譜儀產品概述
SGM系列是卓立漢光針對紫外-可見-近紅外波段設計的高性能光纖光譜儀，覆蓋多型號以適應不同需求。以SGM1700（近紅外）和SGM30系列（寬光譜）為代表，產品具備以下核心特性：
型號 | SGM30（紫外-可見光） | SGM1700（近紅外） |
波長范圍 | 190-1100nm | 900-1700nm |
探測器 | Hamamatsu CMOS 2048 pixels | Hamamatsu CCD 512 pixels -10°C制冷 |
分辨率 （@25um狹縫） | <1.5nm | <4nm |
信噪比 | 300:1 | 高動態(tài)范圍模式:2000:1 高靈敏度模式:800:1 |
積分時間 | 10ms-65s | 10ms-120s |
雜散光 | <0.3%@625nm | <0.3%@1350nm |
線性度 | >99% | >99% |
1. 光譜范圍靈活：
o SGM1700：覆蓋900-1700nm近紅外波段，適用于液體化學濃度檢測、材料表征等場景。
o SGM30系列：波長范圍200-1100nm，支持紫外至近紅外全譜段分析，適用于水質檢測、激光標定等應用。
2. 高靈敏度與穩(wěn)定性：
o 采用制冷型探測器（如SGM1700的-10℃制冷設計），顯著降低熱噪聲，提升信噪比（最高達2000:1）。
o 光柵分辨率優(yōu)異（如SGM1700在1181nm處分辨率<4nm），滿足高精度光譜分析需求。
3. 緊湊便攜：
o 體積小巧（如SGM1700尺寸172×118×52mm，重量1.2kg），便于集成到實驗室或工業(yè)在線檢測系統(tǒng)。
三、核心技術優(yōu)勢
1. 制冷技術：
SGM系列采用芯片級內制冷技術（如SGM1700的-10℃探測器），有效抑制熱漂移，確保長時間運行的穩(wěn)定性，尤其適用于在線成分分析與高動態(tài)范圍檢測。
2. 高速數(shù)據(jù)采集：
支持最短積分時間10ms，滿足快速檢測需求，如工業(yè)流程實時監(jiān)控。
3. 模塊化設計：
提供可定制狹縫（10-200μm）、光柵及光纖接口（SMA905），適配多樣化的光學系統(tǒng)集成需求。
4. 智能化軟件支持：
配套軟件支持多模式觸發(fā)（軟件/外部觸發(fā)）、USB2.0高速通信及數(shù)據(jù)實時處理，兼容Windows系統(tǒng)，操作便捷。
5. 高分辨率與靈敏度
SGM 系列采用先進的光學設計和高性能探測器，如 SGM1700 的信噪比在高動態(tài)范圍模式下可達2000:1，高靈敏度模式下為800:1，動態(tài)范圍分別為3000:1和1600:1，可精準捕捉微弱光譜信號。
6. 寬波長覆蓋與多模式檢測
不同型號覆蓋紫外到近紅外波段，支持透反射、吸收、熒光、拉曼等多種光譜測量模式。例如，SGM1700 可用于液體化學濃度測量、材料表征，而 SGM30 適用于一般紫外 - 可見光分析。
7. 穩(wěn)定可靠的性能
采用制冷型探測器（如 SGM1700 的 - 10℃制冷）、低噪聲電路設計和抗干擾結構，確保在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。積分時間范圍從10ms 到 120s，適應不同光強條件下的快速或高精度測量。例如，SGM1700 在工業(yè)在線檢測中可實現(xiàn)實時成分監(jiān)測，誤差控制在行業(yè)*先水平。
8. 便攜與集成化設計
部分型號（如 SGM30）體積小巧，重量輕，支持 USB 接口和電池供電，可集成到便攜式設備或生產線中。模塊化設計便于與光源、光纖探頭等附件組合，滿足多樣化應用需求。例如，SGM30 的尺寸僅為手掌大小，適用于現(xiàn)場檢測和系統(tǒng)整合。
9. 智能化數(shù)據(jù)處理
配套軟件提供光譜采集、分析、存儲等功能，支持多變量化學計量學算法，可實現(xiàn)峰值識別等高級分析。部分型號內置 CPU 和內存，支持實時數(shù)據(jù)處理和顏色參數(shù)計算，例如在食品檢測中可快速生成成分分析報告。
四、應用領域與案例
SGM系列廣泛應用于以下場景：
1. 科研與實驗室
o 材料科學：半導體、納米材料、高分子材料的成分分析與結構表征。例如， 光致發(fā)光光譜（PL）、激光誘導擊穿光譜（LIBS）、分析太陽能電池（如鈣鈦礦 / 硅異質結）的光吸收特性、紅外光譜的結晶敏感峰（如聚乙烯的 1378 cm?1 處 CH?彎曲振動）可定量結晶度。
o 化學與生物：化學反應動力學監(jiān)測、生物分子熒光光譜分析。
2. 工業(yè)檢測
o 在線質量控制：食品飲料、制藥、化工生產中的成分檢測與工藝優(yōu)化。某化工企業(yè)通過 SGM1700 近紅外光譜儀實現(xiàn)生產線上液體成分實時監(jiān)測，結合智能算法優(yōu)化工藝參數(shù)，提升產品合格率 15% 以上。
o 新能源材料分析：SGM30 用于鋰電池電極材料的紫外 - 可見吸收光譜分析，助力研發(fā)高性能電池組件。
o 冶金與機械：金屬材料元素分析、等離子體監(jiān)控。
3. 醫(yī)療與生物醫(yī)學
o 臨床診斷：SGM30 用于血液成分分析，通過特定波長吸收光譜快速檢測血紅蛋白、膽紅素等指標。
o 藥物研發(fā)：SGM1700 在近紅外波段監(jiān)測藥物合成反應動力學，優(yōu)化活性成分提取工藝。
4. 教育與教學
o 實驗教學：SGM30 的便攜性支持戶外水質檢測實踐，學生可通過 USB 連接電腦實時分析光譜數(shù)據(jù)。
o 實踐教學：通過測量GaN 納米線的光致發(fā)光光譜（PL），演示光致發(fā)光原理（激發(fā) - 復合過程），分析主峰位置（對應帶邊發(fā)光）與 In 摻雜引起的深能級發(fā)光峰（如黃帶發(fā)光，~550 nm）。
5. 環(huán)境監(jiān)測
o 水質評估：某環(huán)保機構采用 SGM 系列融合紫外 - 可見吸收光譜和熒光光譜，快速檢測湖泊水體的 COD、TOC 等有機物綜合指標，有效評估污染程度。
o 大氣污染物分析：通過光纖探頭采集氣體樣本，SGM1700 可識別工業(yè)廢氣中的揮發(fā)性有機物（VOCs）成分。
6. 創(chuàng)新應用：
o 與無人機集成的高光譜成像系統(tǒng)，實現(xiàn)農業(yè)監(jiān)測與地質勘探。
五、質量保障體系
卓立漢光通過嚴格的質量管理確保產品可靠性：
1. 國際認證：
o 通過ISO 9001:2015質量管理體系認證，從設計到生產全流程標準化。
2. 可靠性測試：
o 實施MTBF（平均無*障時間）測試，工業(yè)級產品MTBF提升至5000小時，遠超行業(yè)標準。
3. 過程控制：
o 采用SPC統(tǒng)計過程控制技術，監(jiān)控關鍵指標（如波長準確性、分辨率），降低返工率。
4. 售后服務：
o 提供定制化解決方案與快速響應服務，覆蓋全國及海外市場（法國、波蘭等）。
六、未來展望
卓立漢光將持續(xù)投入研發(fā)，聚焦以下方向：
1. 技術升級
卓立漢光計劃進一步提升 SGM 系列的分辨率、靈敏度和智能化水平，開發(fā)集成 AI 算法的便攜式設備，實現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的實時分析與決策支持。同時，探索光譜與成像技術的融合，拓展空間分辨檢測能力。
2. 市場拓展
加大國際市場推廣力度，針對東南亞、歐洲等地區(qū)的工業(yè)檢測和科研需求，推出定制化解決方案。深化與高校、科研院所的合作，推動光譜技術在新興領域（如量子材料、生物光子學）的應用。
3. 可持續(xù)發(fā)展
響應綠色制造理念，優(yōu)化產品能耗和材料選擇，降低環(huán)境影響。通過遠程運維和數(shù)據(jù)分析服務，提升客戶滿意度和設備使用效率。
七、關鍵名詞與參數(shù)解析
• 光譜范圍：儀器可檢測的光波長區(qū)間，如SGM1700覆蓋900-1700nm，適用于近紅外物質特征吸收峰分析。
• 光譜分辨率：指光譜儀分辨相鄰光譜峰的能力，通常由光柵線數(shù)、狹縫寬度和探測器像素密度決定。SGM1700 的分辨率 < 4nm@1181nm，意味著在 1181nm 波長處可區(qū)分間隔小于 4nm 的兩個光譜峰。
• 信噪比（SNR）：信號與噪聲的強度比值，反映光譜儀的靈敏度。SGM1700在高動態(tài)模式下可達2000:1，確保弱信號檢測精度。
• 積分時間：探測器積累光信號的時間，范圍從 1ms 到 120s，平衡檢測速度與靈敏度需求。
• 雜散光：非目標波長光的干擾強度，SGM系列<0.3%@1350nm，減少數(shù)據(jù)誤差。
• 動態(tài)范圍：最大可測量信號與最小可檢測信號的比值。SGM1700 的動態(tài)范圍為 3000:1，適用于光強差異較大的場景。
• 制冷型探測器
SGM1700 采用 - 10℃制冷型 InGaAs 探測器，通過降低熱噪聲提升穩(wěn)定性，尤其適用于長時間連續(xù)測量。
八、市場分析
1. 行業(yè)趨勢
全球光纖光譜儀市場規(guī)模持續(xù)增長，預計 2025 年全球緊湊型光纖光譜儀市場規(guī)模將達到357 百萬美元，年復合增長率6.4%，到 2031 年預計增長至563 百萬美元。中國市場因政策支持、工業(yè)升級和科研需求，成為重要增長極，國產替代加速推進。技術發(fā)展趨勢包括高精度、小型化、智能化及多技術聯(lián)用（如拉曼 - 激光誘導擊穿光譜聯(lián)用）。
2. 競爭格局
國際品牌如 Ocean Optics、Bruker 等占據(jù)高*市場，但卓立漢光憑借性價比優(yōu)勢和技術創(chuàng)新，在國內市*份額逐步提升。例如，SGM 系列在近紅外檢測領域的性能對標國際一線*牌，價格更具競爭力。在高速光譜儀市場，卓立漢光已躋身全球主要廠商行列，展現(xiàn)出強勁的市場競爭力。
3. 政策與機遇
中國 “十四五" 規(guī)劃強調高*儀器國產化，卓立漢光作為國*級專精特新 “小巨人" 企業(yè)，獲得政策支持和資金投入，推動技術突破和市場拓展。此外，國家衛(wèi)健委等部門對食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領域的法規(guī)要求，進一步拉動了光纖光譜儀的市場需求。
九、結語
SGM 系列光纖光譜儀憑借高分辨率、寬波長覆蓋和智能化設計等卓*的性能、廣泛的應用場景和國產替代優(yōu)勢，已成為科研、工業(yè)和醫(yī)療領域的可靠工具。卓立漢光將繼續(xù)以技術創(chuàng)新為核心，持續(xù)提升產品競爭力，助力中國光譜分析技術的發(fā)展，為全球客戶提供更高效、精準的高質量解決方案。
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