CCD和CID固态检测器-Agilent.PDFVIP

CCD 和 CID 固态检测器 技术概述 5110 ICP-OES 前言 许多现代 ICP-OES 的检测系统已经从传统的光电倍增管 (PMT) 发展到 了包括电荷耦合器件 (CCD) 和电荷注入器件 (CID) 在内的固态电荷转 移器件。检测器的作用没有改变，仍然是将在等离子体中生成的分析 物发射的光能量（光子）转化为可定量的电信号。与 PMT 检测器相 比，固态检测器具有以下优点： • 与基于 PMT 的同步测量 ICP-OES 相比，可选择的分析物波长更 多，灵活性更强 • 可实现同时测定，与序列扫描 ICP-OES 相比，分析速度更快 • 中阶梯光栅光学元件更小，分析稳定性更强，可进一步完善检测 器的二维布局 在二十世纪 90 年代中期之前，基于 PMT 的全谱直 检测器制冷 读 ICP-OES 显著提高了序列系统的样品通量，但是 电荷转移器件通常但不总是会冷却到零度以下。通 其灵活性不够强，不足以适应实验室不断变化的需 常借助帕尔帖冷却设备来实现冷却。CCD 和 CID 是 求。由于仪器可选择的波长有限，因此在购买之前 半导体设备，当检测器没有暴露于任何光源时，它 需提前了解分析物的波长。为了覆盖其他分析物波 们会有背景信号噪音，也称“暗电流”。冷却检测 长，通常需要配备额外的 PMT 检测器。诸如 CCD 器可降低暗电流，从而显著改善检测限。 和 CID 一类的固态检测系统则能很好地克服许多基 于 PMT 的全谱直读系统的固有缺陷。这些现代化 并不是所有全谱直读 ICP-OES 都能提供检测器冷 ICP 使用维护成本更低、灵活性更强，硬件和软件 却，这通常是非中阶梯光栅光学系统设计的局限所 功能也更强大，可以提供实验室所需的更高的分析 在。为了覆盖必需的波长范围，有一种设计采用 效率。 了多达 32 个检测器，但冷却所有检测器的成本高 昂，这种设计是不可取的。因此，只好牺牲了检测 早期的 CCD 检测器是针对 ICP-OES 开发的，CCD 技 限。这正是人们通常使用中阶梯光栅光学系统的原 术以及相关的开发成本都很高。早期的 CCD 控制 因，因为这种系统能够很好完善二维固态检测器阵 技术也存在一些局限，尤其是读取电路在今天看 列，而且通常只需一个检测器即可覆盖整个必需的 来不但非常慢，还很繁杂。因此，一些早期的用 波长范围。 于 ICP-OES 的 CCD 检测器实际上是分段 CCD ，也称 SCD。考虑到新型 CCD 的开发成本，时至今日，某 虽然一个阵列检测器即可捕获整个波长范围，但是 些 SCD 在 ICP-OES 系统中仍有应用。SCD 设计方面 许多 ICP-OES 系统并没有这样做，在捕获目标波长 的局限意味着这些检测器只能覆盖波长范围内特定 范围时，它们要么采用多个 CCD/SCD 检测器，要 的一部分，即只能选择“片段”。由于读取电路速 么在