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(nèi)領(lǐng)先的光電檢測儀器與精密機(jī)械運(yùn)動控制技術(shù)供應(yīng)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(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。作為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，卓立漢光以“質(zhì)量*一、客戶優(yōu)先”為核心理念，通過自主研發(fā)突破技術(shù)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(lǐng)域的重要工具。

本白皮書旨在全面解析SGM系列光纖光譜儀的技術(shù)優(yōu)勢、應(yīng)用場景及質(zhì)量保障體系，為行業(yè)用戶提供科學(xué)選型與應(yīng)用的參考依據(jù)。

二、SGM系列光纖光譜儀產(chǎn)品概述

SGM系列是卓立漢光針對紫外-可見-近紅外波段設(shè)計(jì)的高性能光纖光譜儀，覆蓋多型號以適應(yīng)不同需求。以SGM1700（近紅外）和SGM30系列（寬光譜）為代表，產(chǎn)品具備以下核心特性：

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(xué)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(zhì)檢測、激光標(biāo)定等應(yīng)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(shè)計(jì)），顯著降低熱噪聲，提升信噪比（*高達(dá)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(shí)驗(yàn)室或工業(yè)在線檢測系統(tǒng)。

三、核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 制冷技術(shù)：
SGM系列采用芯片級內(nèi)制冷技術(shù)（如SGM1700的-10℃探測器），有效抑制熱漂移，確保長時(shí)間運(yùn)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*短積分時(shí)間10ms，滿足快速檢測需求，如工業(yè)流程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3. 模塊化設(shè)計(jì)：
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(xué)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(shí)時(shí)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(jìn)的光學(xué)設(shè)計(jì)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(dá)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(zhǔn)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(xué)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(shè)計(jì)和抗干擾結(jié)構(gòu)，確保在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。積分時(shí)間范圍從10ms 到 120s，適應(yīng)不同光強(qiáng)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成分監(jiān)測，誤差控制在行業(yè)領(lǐng)先水平。

8. 便攜與集成化設(shè)計(jì)
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(shè)備或生產(chǎn)線中。模塊化設(shè)計(jì)便于與光源、光纖探頭等附件組合，滿足多樣化應(yīng)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(xué)計(jì)量學(xué)算法，可實(shí)現(xiàn)峰值識別等高級分析。部分型號內(nèi)置 CPU 和內(nèi)存，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顏色參數(shù)計(jì)算，例如在食品檢測中可快速生成成分分析報(bào)告。

四、應(yīng)用領(lǐng)域與案例

SGM系列廣泛應(yīng)用于以下場景：

1. 科研與實(shí)驗(yàn)室

o 材料科學(xué)：半導(dǎo)體、納米材料、高分子材料的成分分析與結(jié)構(gòu)表征。例如， 光致發(fā)光光譜（PL）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）、分析太陽能電池（如鈣鈦礦 / 硅異質(zhì)結(jié)）的光吸收特性、紅外光譜的結(jié)晶敏感峰（如聚乙烯的 1378 cm 處 CH彎曲振動）可定量結(jié)晶度。

o 化學(xué)與生物：化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)監(jiān)測、生物分子熒光光譜分析。

2. 工業(yè)檢測

o 在線質(zhì)量控制：食品飲料、制藥、化工生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上液體成分實(shí)時(shí)監(jiān)測，結(jié)合智能算法優(yōu)化工藝參數(shù)，提升產(chǎn)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(jī)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(xué)

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(biāo)。

o 藥物研發(fā)：SGM1700 在近紅外波段監(jiān)測藥物合成反應(yīng)動力學(xué)，優(yōu)化活性成分提取工藝。

4. 教育與教學(xué)

o 實(shí)驗(yàn)教學(xué)：SGM30 的便攜性支持戶外水質(zhì)檢測實(shí)踐，學(xué)生可通過 USB 連接電腦實(shí)時(shí)分析光譜數(shù)據(jù)。

o 實(shí)踐教學(xué)：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(fù)合過程），分析主峰位置（對應(yīng)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(zhì)評估：某環(huán)保機(jī)構(gòu)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(jī)物綜合指標(biāo)，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(jī)物（VOCs）成分。

6. 創(chuàng)新應(yīng)用：

o 與無人機(jī)集成的高光譜成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)監(jiān)測與地質(zhì)勘探。

五、質(zhì)量保障體系

卓立漢光通過嚴(yán)格的質(zhì)量管理確保產(chǎn)品可靠性：

1. 國際認(rèn)證：

o 通過ISO 9001:2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全流程標(biāo)準(zhǔn)化。

2. 可靠性測試：

o 實(shí)施MTBF（平均無故障時(shí)間）測試，工業(yè)級產(chǎn)品MTBF提升至5000小時(shí)，遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3. 過程控制：

o 采用SPC統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù)，監(jiān)控關(guān)鍵指標(biāo)（如波長準(zhǔn)確性、分辨率），降低返工率。

4. 售后服務(wù)：

o 提供定制化解決方案與快速響應(yīng)服務(wù)，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(shù)升級
卓立漢光計(jì)劃進(jìn)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(shè)備，實(shí)現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析與決策支持。同時(shí)，探索光譜與成像技術(shù)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(shù)在新興領(lǐng)域（如量子材料、生物光子學(xué)）的應(yīng)用。

3. 可持續(xù)發(fā)展
響應(yīng)綠色制造理念，優(yōu)化產(chǎn)品能耗和材料選擇，降低環(huán)境影響。通過遠(yuǎn)程運(yùn)維和數(shù)據(jù)分析服務(wù)，提升客戶滿意度和設(shè)備使用效率。

七、關(guān)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(zhì)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(gè)光譜峰。

信噪比（SNR）：信號與噪聲的強(qiáng)度比值，反映光譜儀的靈敏度。SGM1700在高動態(tài)模式下可達(dá)2000:1，確保弱信號檢測精度。

積分時(shí)間：探測器積累光信號的時(shí)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(biāo)波長光的干擾強(qiáng)度，SGM系列<0.3%@1350nm，減少數(shù)據(jù)誤差。

動態(tài)范圍：*大可測量信號與*小可檢測信號的比值。SGM1700 的動態(tài)范圍為 3000:1，適用于光強(qiáng)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(shí)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(yù)計(jì) 2025 年全球緊湊型光纖光譜儀市場規(guī)模將達(dá)到357 百萬美元，年復(fù)合增長率6.4%，到 2031 年預(yù)計(jì)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(chǎn)替代加速推進(jìn)。技術(shù)發(fā)展趨勢包括高精度、小型化、智能化及多技術(shù)聯(lián)用（如拉曼 - 激光誘導(dǎo)擊穿光譜聯(lián)用）。

2. 競爭格局
國際*牌如 Ocean Optics、Bruker 等占據(jù)高端市場，但卓立漢光憑借性價(jià)比優(yōu)勢和技術(shù)創(chuàng)新，在國內(nèi)市場份額逐步提升。例如，SGM 系列在近紅外檢測領(lǐng)域的性能對標(biāo)國際一線品牌，價(jià)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(qiáng)勁的市場競爭力。

3. 政策與機(jī)遇
中國 “十四五” 規(guī)劃強(qiáng)調(diào)高端儀器國產(chǎn)化，卓立漢光作為國家級專精特新 “小巨人” 企業(yè)，獲得政策支持和資金投入，推動技術(shù)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(lǐng)域的法規(guī)要求，進(jìn)一步拉動了光纖光譜儀的市場需求。

九、結(jié)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(shè)計(jì)等卓越的性能、廣泛的應(yīng)用場景和國產(chǎn)替代優(yōu)勢，已成為科研、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的可靠工具。卓立漢光將繼續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新為核心，持續(xù)提升產(chǎn)品競爭力，助力中國光譜分析技術(shù)的發(fā)展，為全球客戶提供更高效、精準(zhǔn)的高質(zhì)量解決方案。