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AvaSpec-Mini-NIR 光纤光谱仪

图为 AvaSpec StarLine ULS 系列外观;同系列各型号机身结构相近,具体接口与窗口以实物与彩页为准。

01 光谱仪与探测器 · Avantes AvaSpec 系列

AvaSpec-Mini-NIR

900–1750 nm · InGaAs 256 像素 · Mini 机身 · USB 供电 · 0.53 ms

900–1750 nmInGaAs 256Mini 机身0.53 ms/scan

产品简介

AvaSpec CompactLine 面向「装得进去」这件事:整机约扑克牌大小,最轻 175 g,USB 供电,可直接嵌进手持设备、便携仪器或在线检测模块。全系 6 款机型分三条线——NEXOS™(NXS2048CL / NXS4096CL,75 mm 平台,提供 USB、RS232/SPI 与仅光学探测器的三种集成形态)、Mini2048CL / Mini4096CL(95 × 68 × 20 mm、175 g,分辨率低至 0.09 nm)、Mini-NIR(把 NIR256-1.7 的性能装进 Mini 机身,900–1750 nm)。全系 16 bit / 6 MHz AD、可换狭缝、可选 OSF 与 DCL,兼容 Avantes 光源、探头与 AvaSoft。 Mini-NIR 把 NIR256-1.7 的近红外性能装进 Mini 机身:900–1750 nm、InGaAs 256 像素、USB 供电、采样 0.53 ms,用于手持式成分分析与在线分选。

原文出处:原厂官网

核心特点

1

扑克牌大小,175 g

Mini 系列 95 × 68 × 20 mm、175 g、USB 供电 225 mA,可装进手持设备或无人机载荷。

2

三种集成形态(NEXOS)

整机(USB)、板级(RS232 / SPI)、仅光学与探测器(Bench Only),OEM 客户可按成本与空间取舍。

3

分辨率低至 0.09 nm

Mini4096CL 用 4096 像素 CMOS(7 × 200 µm),在 200–1100 nm 内做到 0.09 nm,与台式机型同级。

4

Mini-NIR:900–1750 nm 装进 Mini 机身

InGaAs 256 像素,USB 供电,把近红外成分分析带到手持与在线场景。

原文出处:原厂官网

主要技术参数

指标名称参数值
产品定位Mini 机身的近红外机型
波长范围190 – 1100 nm(NEXOS)/ 200 – 1100 nm(Mini CL)/ 900 – 1750 nm(Mini-NIR)
探测器滨松 S11639 CMOS 2048 / S13496 CMOS 4096 / InGaAs 256(Mini-NIR)
AD 转换器16 bit,6 MHz
光学平台对称 Czerny-Turner 75 mm(NEXOS / Mini CL)
通信接口USB 2.0(480 Mbps);NEXOS 另有 RS232 / SPI 板级形态
软件AvaSoft-Basic;提供 DLL / SDK 供二次开发
光学平台Mini 紧凑型近红外平台
探测器InGaAs 阵列 256 像素
波长范围900 – 1750 nm
分辨率(典型)6 – 50 nm
杂散光< 1 %
积分时间10 µs 起
采样速率0.53 ms/scan(同 NIR256-1.7)
信噪比高灵敏度模式

数据出处:原厂官网

订货说明

CompactLine 订货需确定:① 机型(NXS2048CL / NXS4096CL / Mini2048CL / Mini4096CL / Mini-NIR);② 集成形态(仅 NEXOS:整机 / 板级 / Bench Only);③ 狭缝;④ 光栅;⑤ 是否加 OSF、DCL;⑥ 是否需要定制固件与出厂标定报告(OEM 批量)。

选型要点

1Mini-NIR 与 NIR256-1.7-EVO 的关系

同一套 InGaAs 256 像素探测器与 900–1750 nm 波段,Mini-NIR 装进 Mini 机身(USB 供电),NIR256-1.7-EVO 为 50 mm 台式平台、采样 0.53 ms。

怎么选要装进手持或在线模块 → Mini-NIR;要更好稳定性与散热 → 台式 NIR256

26–50 nm 分辨率能测什么

近红外的吸收带本来就很宽(半高宽几十 nm),6–50 nm 足以做水分、蛋白、脂肪、糖度的定量;分辨不了气体分子的窄吸收线。

怎么选农产品、食品、塑料分选 → 够用;痕量气体 → 需要长光程 + 高分辨台式机型

3USB 供电能带得动 InGaAs 吗

非制冷 InGaAs 功耗不高,USB 供电可行;但探测器温度随环境变化,基线会漂,需要定期采参考谱。

怎么选现场使用时每 10–30 分钟重采一次参考;温差大的环境要加温度补偿

4能不能做在线分选

可以。0.53 ms 采样对应约 1900 谱/秒,配外触发与气阀延迟可做传送带分选;关键是光斑要覆盖样品、且传送速度与积分时间匹配。

怎么选高速分选时把积分时间压到 1 ms 以内,用 HS 模式;低速高精度用 LN 模式

常见问题

AvaSpec-Mini-NIR 的波段和分辨率?
900–1750 nm,分辨率 6–50 nm(视光栅),InGaAs 256 像素,采样 0.53 ms。
能测水分吗?
能。水在 1450 nm 有强吸收带,Mini-NIR 的波段正好覆盖,常用于谷物、食品、粉末的水分定量。
近红外定量需要建模吗?
需要。近红外测的是倍频与合频吸收的重叠带,必须用化学计量学(PLS 等)建立光谱-成分模型,模型质量决定精度。
Mini-NIR 与台式 NIR256 的差别?
探测器与波段相同,差别在机身与散热:Mini-NIR 为手持级封装,台式 NIR256 稳定性更好、采样更快(0.53 ms)。

典型应用,文献可查

01 生物医学与临床诊断

内窥散射光谱在活体内识别胆管癌前病变

In vivo detection of bile duct pre-cancer with endoscopic light scattering spectroscopy

Nature Communications · 2023 · DOI 10.1038/s41467-022-35780-7

实验配置临床系统用 75 W 光纤耦合氙灯(Thorlabs SLS205)做白光光源,三台 AvaSpec-2048-USB2 分别在三个源-探距上收谱;光经自制的微型空间门控 LSS-DRS 光纤探头送达与收集,整机装在小车上推入内镜室;诊断参量取 600–800 nm(避开血红蛋白吸收)的单次背散射分量归一化后求均方根差。

为什么选择本型号?三个源-探距要同时采谱,等于一台设备要挂三台光谱仪并严格同步;2048 像素、USB 供电、体积小的模块化机型是唯一能塞进内镜推车的选择。临床场景还要求开机即用、无需制冷等待,这也是没有选 TE 制冷机型的原因。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

02 半导体与薄膜测量

多层薄膜光学滤光片的反射光谱与膜厚控制

Multilayer Thin-Film Optical Filters for Reflectance-Based Malaria Diagnostics

Micromachines · 2021 · DOI 10.3390/mi12080890

实验配置台式分光光度计构型:200 W 石英钨卤灯(Oriel Newport 66881)经光纤反射探头照射样品,1 mm 光程比色皿,BaSO₄ 白板做反射参考;AvaSpec-ULS2048XL EVO(内置单色仪)采反射谱,用于判定多层膜系的膜厚与光谱位置是否符合设计。

为什么选择本型号?多层介质膜靠反射谱的峰位与旁瓣判断每层厚度误差,需要 200–1100 nm 连续覆盖与高动态范围;ULS2048XL 的 14 × 500 µm 大像元在弱反射(几个百分点)下仍有足够信噪比,不必靠加大光源功率硬撑。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

03 在线过程与工业监测

叶绿素荧光用于在线、实时、无损的过程探测

Enabling chlorophyll photo-response for in-line real-time noninvasive direct probing of the manufacturing process

Scientific Reports · 2023 · DOI 10.1038/s41598-023-32479-7

实验配置405 nm LED(Innovation in Optics)由恒流激光二极管驱动(Wavelength Electronics WLD33ND)供电;激发与收集共用 Avantes FCR-7UVIR400-2-ME 七合一石英分叉探头,7 根 400 µm 光纤环形排布在外圈送光、中心 1 根收荧光;探头直接贴在被测物料表面做在线测量。

为什么选择本型号?在线检测的探头要同时送激发光和收荧光,七合一结构省掉二向色镜与准直光路,直接把探头压到样品上就能测;分叉探头的 7 根光纤环形排布保证照明均匀,这是离线光谱仪改成在线工位时最省事的一条路。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

04 食品与农产品品质

可见/近红外多光谱维度降维的肉类品质无损检测

Non-Destructive Detection of Meat Quality Based on Multiple Spectral Dimension Reduction Methods

Foods · 2023 · DOI 10.3390/foods12020300

实验配置自建 VIS/NIR 系统:20 W 带反光杯卤钨灯做光源,便携式收光探头(中心收光光纤 + 外周照明光纤),AvaSpec-ULS2048CL-EVO-RS 采 400–1050 nm 波段;另配一台 950–1700 nm 光谱仪覆盖近红外段;采集软件自研(Visual Studio 2017 / C++)。

为什么选择本型号?肉品品质(大理石纹、pH、持水力)靠 400–1050 nm 的肌红蛋白与水分吸收带建模,需要窄狭缝下的稳定谱形与足够快的采集节拍;EVO-RS 版本的 RS 指增强灵敏度选项,正是为漫反射弱信号准备的。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

05 环境监测与大气分析

车载天顶天空 DOAS 走航测量对流层 NO₂

Measurements of tropospheric NO2 in Romania using a zenith-sky mobile DOAS system

Sensors · 2013 · DOI 10.3390/s130303922

实验配置AvaSpec 2048 USB2(175 × 110 × 44 mm、716 g)装在车内做走航天顶天空观测;光谱范围 200–750 nm、分辨率 1.5 nm(FWHM)、75 mm 焦距、50 µm 入射狭缝、600 L/mm 光栅(300 nm 闪耀)、Sony 2048 像素 CCD;2011 年 7–8 月三次走航约 800 km,另在加拉茨附近做了一次晨昏静态观测。

为什么选择本型号?DOAS 反演靠的是「同一台仪器、同一套定标、连续几小时的稳定谱」,重量与体积决定能不能装车;716 g、USB 供电、75 mm 平台正好落在「性能够、能随身带」的区间。这也是 Avantes 把非制冷 2048×64 列为 DOAS 专用机型的原因。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

06 制药与药物释放

环丙沙星制剂的体外释放、渗透与结构表征

In Vitro Drug Release, Permeability, and Structural Test of Ciprofloxacin-Loaded PEGylatated Liposomes

Pharmaceutics · 2021 · DOI 10.3390/pharmaceutics13040556

实验配置Side-Bi-Side 扩散池(Crown Glass),0.45 µm 纤维素酯膜经肉豆蔻酸异丙酯浸润;供给相 pH 6.8 PBS、接受相 pH 7.4 PBS,全程 37 ℃;AvaLight DH-S-BAL 光源接 AvaSpec-2048L 透射浸入探头,1 cm 光程,在 272 nm 实时读环丙沙星浓度,每个样品三平行。

为什么选择本型号?释放曲线要求几小时内连续读同一波长,探头直接浸在释放介质里,不需要取样稀释;272 nm 是环丙沙星的紫外吸收峰,用氘灯 + 2048 像素机型在 200–400 nm 段的信噪比足够读出 μg/mL 级浓度变化。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

07 材料与发光材料表征

胶体量子点圆布拉格共振腔激光阵列的低阈值出射

Low-threshold surface-emitting colloidal quantum-dot circular Bragg laser array

Light: Science & Applications · 2025 · DOI 10.1038/s41377-024-01714-9

实验配置355 nm 二极管泵浦固体脉冲激光(CNI MPL-FN-355,脉宽 300 ps、重频 100 Hz)做泵浦,两级衰减片(Optogama LPA-M 355 nm)调泵浦通量;50×/0.45 NA 物镜(GU Optics M PLAN APO NIR,工作距 20.06 mm)收光;AvaSpec ULS4096CL-EVO 与另一台对比用光纤光谱仪分别接在系统上采谱。

为什么选择本型号?量子点激光要看的是窄线宽激射峰从自发辐射背景里长出来,4096 像素把 0.3 nm 级的峰形完整画出来;泵浦是 100 Hz 脉冲,靠外触发与激光同步采集,避免采到脉冲间隙的暗背景。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

08 照明与显示

Mn⁴⁺ 掺杂氟化物红色荧光粉的发光猝灭与量子效率

Quenching of the red Mn4+ luminescence in Mn4+-doped fluoride LED phosphors

Light: Science & Applications · 2018 · DOI 10.1038/s41377-018-0013-1

实验配置PL 量子效率用自建标定系统:65 W 氙灯 + 激发单色仪 + Labsphere 积分球 + Avantes AvaSpec-2048 采谱;变温 PL 在 Linkam THMS600 冷热台(300–600 K)与牛津液氦恒温器(4 K)中完成;寿命用 0.55 m 单色仪 + 滨松 H74220-60 PMT + PicoQuant TimeHarp 260 的 MCS 模式。

为什么选择本型号?荧光粉的量子效率必须用积分球做绝对测量:把「激发掉的光」与「发出的光」在同一个球内积分,再相减。2048 像素覆盖 380–780 nm 的整个发射带,配合积分球的小开口,一台模块化光谱仪就能完成本来要两台仪器做的事。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

09 光伏与太阳能电池

仿生相分离无序纳米结构做薄层光伏吸收体

Bioinspired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers

Science Advances · 2017 · DOI 10.1126/sciadv.1700232

实验配置定制 Zeiss Axio 显微镜做显微光谱:卤钨灯 Koehler 照明,10×/0.3 NA 物镜(EC Epiplan-Apochromat)做反射、0.25 NA 聚光镜做透射,光斑约 25 µm;AvaSpec-HS2048 经 200 µm 芯径光纤共聚焦收光;吸收由 A = 1 − R − T 从积分球数据导出。

为什么选择本型号?单个鳞片只有几十微米,要在同一位置上分别测反射与透射再算吸收,光纤耦合进显微镜是最直接的办法;HS 平台 NA 0.22 与 200 µm 光纤匹配,弱反射信号不至于被光纤损耗吃掉。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

10 LIBS 元素分析

便携多模光谱仪 TriENA:LIBS + LED 诱导荧光 + 漫反射

TriENA: a Portable, Hybrid Multimode Spectrometer Combining Diffuse Reflectance, LED-Induced Fluorescence and LIBS

Analytical Chemistry · 2025 · DOI 10.1021/acs.analchem.5c05236

实验配置控制单元内三台光纤光谱仪:两台 AvaSpec-ULS4096CL-EVO 做 LIBS(75 mm AvaBench、4096 像素 CMOS、1200 L/mm 光栅、25 µm 狭缝、Δλ = 0.3 nm,分别覆盖 207–475 nm 与 439–680 nm);一台 AvaSpec-ULS2048CL-EVO 覆盖 175–1100 nm,供 LED-IF 与漫反射共用;三台与观察相机统一挂工业级 USB3 集线器,由笔记本电脑控制。

为什么选择本型号?LIBS 一次爆发要同时看 200–700 nm 的上百条原子/离子线,单台光谱仪覆盖不了,所以做成双通道分段;分段后每段仍要 0.3 nm 分辨率,1200 L/mm 光栅 + 25 µm 狭缝是必要配置,4096 像素保证线形不被欠采样。

适用型号:AvaSpec 系列(StarLine / SensLine / NIRLine / CompactLine,同一软件与光学平台)

Avantes AvaSpec CompactLine 系列产品彩页

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  • 产品简介
  • 产品矩阵(NEXOS / Mini / Mini-NIR)
  • 典型应用领域(6 类)
  • 主要技术参数
  • 型号规格对比(6 款机型)

含 NEXOS 三种集成形态说明,以及 Mini 系列与 Mini-NIR 的完整规格。

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