SIENA微型近红外光谱仪：重新定义便携与工业集成的性能指标

在近红外光谱分析领域，长期存在一个难以调和的矛盾：高性能设备往往体积庞大、价格昂贵，而低成本设备又难以满足精确测量的需求。如今，Avenir Photonics推出的SIENA微型近红外光谱仪，打破了这一困局。

图：SIENA微型近红外光谱仪实拍图

突破性技术：无冷却InGaAs传感器，覆盖2100nm

传统近红外光谱仪在1700nm以上波长范围工作时，通常需要对InGaAs传感器进行制冷，以防止暗电流快速饱和。这不仅增加了设备的体积和功耗，也限制了其在便携式和工业场景中的应用。

SIENA的创新之处在于：它采用了一款新型 uncooled InGaAs 线阵传感器，内置暗电流补偿机制，能够在室温下稳定工作至2100nm，无需风扇、无需制冷，大幅降低了系统复杂度和功耗。

“For the first time it offers wavelength ranges up to 2100 nm with an uncooled InGaAs array sensor."
—— 这是SIENA最核心的技术突破之一。

高性能光学设计：实验室级的测量精度

SIENA采用对称高通量Czerny-Turner光学结构，焦距30 mm，数值孔径0.19，配合杂散光抑制技术（低至0.08%），使其在动态范围和信噪比方面表现优异：

• 信噪比：1000（无平均）

• 动态范围：12000 : 1（单像素）

• 非线性度：< 1%

• 16-bit A/D转换器，2 MHz采样率

这意味着SIENA能够精确测量大吸光度值，适用于复杂样品的高精度分析。

灵活可配置：从实验室到工业现场的桥梁

SIENA不仅性能强大，更具备较高的应用灵活性：

• 用户可更换的狭缝：默认20 µm，可更换为10–300 µm多种规格，轻松在分辨率与灵敏度之间切换

• 三种标准波长配置，并支持定制波长范围和闪耀波长

• 板载高性能微控制器，支持：

• 自动曝光

• 平均、缓冲、光谱处理

• 暗光谱、参考光谱校正

• 应用特定算法集成

工业级接口与通信

SIENA专为系统集成而设计，提供丰富的数字与模拟接口：

• 数字接口：USB 2.0、UART、可选SPI/I²C

• I/O接口：Trigger in/out、Analog in/out、GPIO、脉冲发生器（适用于闪光灯）

• min重复时间：0.34 ms

• USB传输时间：4–6 ms（16/32 bit）

其超低功耗（≤ 60 mA）和宽温工作范围（-20°C 至 60°C），使其非常适合嵌入到工业设备、手持终端或无人机载平台中。

紧凑坚固，易于集成

• 尺寸：52.0 × 57.0 × 17.0 mm

• 重量：80 g

• 环境适应性：-20°C 至 60°C 工作温度，0–90% 湿度（无凝结）

图：SIENA机械尺寸图（单位：mm）

软件与开发支持

SIENA提供完整的软件生态，助力用户快速上手与二次开发：

• Windows应用软件（支持Windows 7及以上）

• SDK开发包：包含Demo代码、驱动、协议文档

• 支持 onboard 光谱处理，减少上位机负担

应用场景无限拓展

凭借其高性能、低功耗、小尺寸、可定制的特点，SIENA正开启近红外传感的无数新可能：

• 便携式分析仪：农产品、土壤、药品快速检测

• 工业在线监测：塑料分选、水分控制、油品分析

• 科研与教育：光谱分析实验、原型开发

• 无人机载遥感：环境监测、农业植保

德国Avenir光纤光谱仪中国区由北京泰坤工业代理。