新品技术解码｜Avio 3000 ICP-OES光学系统：以更高置信度测量低浓度样品

引言

Avio3000作为珀金埃尔默ICP-OES产品线的最新成员，重新定义了真正的全谱直读型ICP-OES技术，在保持运营成本可控的同时，每次运行都能提供高速分析与准确可靠的数据。

这得益于新一代技术的全面应用：等离子体系统、光学系统和检测器—三大核心子系统均经过重新设计，以卓越性能实现高效运行。本技术说明重点介绍专利光谱仪设计中新型光学系统的技术原理（图1）。关于Avio 3000其他主要组件的详细信息，可参阅相关文献1,2。

图1.Avio 3000 ICP-OES内部的光路设计（点击查看大图）

核心优势

卓越的信背比响应

UV Boost模式：增强信背比

在紫外与可见光区域实现高性能分辨率

在严苛环境下仍保持热稳定性

传输光学系统

ICP-OES光学设计的首要环节是将等离子体发射的光子通过轴向与径向两种观测方式传输到光谱仪中。这一功能通过传输光学系统（图2）实现，其在Avio 3000上具备热稳定设计。各光路均配备快门以有效控制杂散光。

图2.Avio 3000 ICP-OES的（a）轴向与（b）径向等离子体观测传输光路示意图（点击查看大图）

光谱仪光学系统

如图3所示，发射光经传输系统后进入光谱仪。Avio 3000采用的专利光学设计具有多项独特优势：光通量通过两种方式提升。首先，光学元件数量经过优化精简；其次，所有光学元件均采用专用紫外镀膜，针对220nm以下波长进行优化，增强该波段弱发射元素（如砷、硒、磷、硫、铅等）的信号强度，从而实现对更低浓度的准确测量。

光通量还通过两种方式进一步强化：第一，光谱仪设计中加入了UV Boost模式（详见其他文献3）；第二，中阶梯光栅效率较前代设计提升两倍。高光通量使Avio 3000可在高分辨率模式下运行，以降低或消除光谱干扰。虽然信号强度随分辨率提高而减弱，但通过光谱仪的光通量高于前代产品，使得高分辨率模式能够应用于更低浓度的检测。

图3.Avio 3000 ICP-OES光谱仪光路示意图，蓝色线条代表光路（点击查看大图）

►高性能的实现还需保持低背景噪声。光谱仪内部采用多重遮光设计，相比前代系统显著降低杂散光。

►同时，检测器成像需无像差以最大化分辨率。Avio 3000通过自由曲面光学元件与棱镜组合实现这一目标：棱镜分离各中阶梯衍射级次，其独特背面结构校正像差，从而提高分辨率。

►最后，为确保波长稳定性，光谱仪采用真实运动学微型光学平台设计实现热稳定性。光学平台与支架采用相同材料，消除不均匀热胀冷缩影响，实现卓越的波长稳定性。系统还通过内置校准灯进一步保障波长准确性与稳定性。

总结

Avio 3000 ICP-OES独特的光谱仪设计能够更准确、更稳定地测量低浓度样品。系统的热稳定性最大程度减少波长漂移，降低用户干预，在提升数据质量的同时简化操作流程。