商用火花直讀光譜儀（OES）儀器的性能和成本取決于很多因素，但其中很大一部分是儀器內(nèi)的檢測(cè)器技術(shù)。

互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）檢測(cè)器專為新一代OES光譜儀開發(fā)，取代光電倍增管（PMT）（一種仍為工業(yè)用途制造的真空技術(shù)）和基于半導(dǎo)體的電荷耦合器件（CCD）。

這就是像我們這樣的制造商選擇CMOS檢測(cè)器來(lái)確保靈活性的原因，由此可確保我們的客戶始終配備新軟件。

OES檢測(cè)器技術(shù)

簡(jiǎn)而言之，直讀光譜儀在分析現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生局部等離子體，通過(guò)該等離子體的光譜，可獲悉樣品中存在哪些元素。所有OES檢測(cè)器必須能夠檢測(cè)這些光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的信號(hào)（電信號(hào)）。所有檢測(cè)器均依靠光電效應(yīng)將入射光轉(zhuǎn)化為電流。

但對(duì)于不同的檢測(cè)器技術(shù)，用于檢測(cè)的材料類型以及隨后將光生電子放大成可測(cè)量的對(duì)象的方法有所不同。直至最近，OES的探測(cè)器技術(shù)是PMT或CCD。

光電倍增管本質(zhì)上是加速和放大生成電子的真空管，而CCD是許多光敏像素的陣列，可集成到直接連接至檢測(cè)電子設(shè)備其余部分的完整半導(dǎo)體器件中。

PMT可被視為高度專業(yè)化的檢測(cè)器，可檢測(cè)到檢出限極低的少數(shù)特定元素的存在，而CCD可覆蓋范圍更寬的元素。其缺點(diǎn)是靈敏度較低，因此CCD不適合必須將雜質(zhì)元素和痕量元素含量控制在極低限值的領(lǐng)域（例如，熔體分析）。

用于光檢測(cè)的CMOS芯片

CMOS是一種在集成電路中廣泛使用的半導(dǎo)體拓?fù)浼夹g(shù)。相比于最初的雙極晶體管技術(shù)，CMOS的主要優(yōu)勢(shì)是高速和幾乎為零的靜態(tài)功耗，因此可將更多器件塞進(jìn)小空間中，而不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。這就是為什么如今的微處理器、RAM和ASIC（僅舉幾例）由基于CMOS的器件主導(dǎo)。

在光檢測(cè)中使用CMOS技術(shù)時(shí)，這些器件的工作方式與CCD非常相似。目前有一個(gè)可將多種波長(zhǎng)的入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光敏像素陣列。

CMOS并非新技術(shù)，但這項(xiàng)技術(shù)近期得到發(fā)展，使之在光學(xué)應(yīng)用中更高效、更少噪聲。此外，由于CMOS生產(chǎn)非常普遍，因此與專業(yè)CCD制造相比，其相對(duì)便宜，這就是為什么相機(jī)制造商開始選擇CMOS（而非CCD）來(lái)制作數(shù)碼單反相機(jī)的圖像捕捉部分。

CMOS芯片在多路復(fù)用讀出電子設(shè)備中的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也很快。因此，可將CMOS芯片用于重視速度的領(lǐng)域（例如，分析任務(wù)）。

日立OE系列

日立的OES儀器使用CCD（電荷耦合器件），但日立新推出的OE系列除外，該系列使用CMOS檢測(cè)器。這兩種類型的檢測(cè)器均基于半導(dǎo)體，可通過(guò)定制來(lái)覆蓋光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的整個(gè)光譜。

OE系列將基于CMOS檢測(cè)器的范圍、靈敏度與全新光學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合，提供通常只有成本更高的儀器才能達(dá)到的高性能。OE系列的運(yùn)行成本較低且占用空間相對(duì)較小，可檢測(cè)金屬中的所有元素（包括氣體元素）。

對(duì)于OE720，CMOS檢測(cè)器覆蓋的波長(zhǎng)為174-690 nm，而對(duì)于OE750，CMOS檢測(cè)器覆蓋的波長(zhǎng)為119-766 nm，因此，CMOS檢測(cè)器可從氫元素開始分析金屬中的所有相關(guān)元素。這是因?yàn)镃MOS檢測(cè)器具有非常好的分辨率、動(dòng)態(tài)范圍，且線性好。CMOS檢測(cè)器已針對(duì)測(cè)量紫外光經(jīng)過(guò)優(yōu)化，也可用于TRS（時(shí)間分辨光譜）。