ספקטרומטר חומרה לגילוי אותות אופטיים

זיהוי אותות אופטייםספקטרומטר חומרה
A ספקטרומטרהוא מכשיר אופטי המפריד אור רב-צבעי לספקטרום. ישנם סוגים רבים של ספקטרומטרים, בנוסף לספקטרומטרים המשמשים בתחום האור הנראה, ישנם ספקטרומטרים אינפרא אדום וספקטרומטרים אולטרה סגול. בהתאם לאלמנטים השונים של הפיזור, ניתן לחלק אותו לספקטרומטר פריזמה, ספקטרומטר צורם וספקטרומטר התאבכות. בהתאם לשיטת הגילוי, ישנם ספקטרוסקופים לתצפית ישירה בעיניים, ספקטרוסקופים להקלטה עם סרטים רגישים לאור, וספקטרופוטומטרים לגילוי ספקטרומים עם אלמנטים פוטואלקטריים או תרמואלקטריים. מונוכרומטור הוא מכשיר ספקטרלי המוציא רק קו כרומטוגרפי יחיד דרך חריץ, ולעתים קרובות משמש בשילוב עם מכשירים אנליטיים אחרים.
ספקטרומטר טיפוסי מורכב מפלטפורמה אופטית וממערכת גילוי. הוא כולל את החלקים העיקריים הבאים:
1. חריץ פגיעה: נקודת האובייקט של מערכת ההדמיה של הספקטרומטר שנוצרת תחת הקרנת האור הפוגע.
2. אלמנט קולימציה: האור הנפלט מהחריץ הופך לאור מקביל. אלמנט הקולימציה יכול להיות עדשה עצמאית, מראה, או משולב ישירות על אלמנט פיזור, כגון סורג קעור בספקטרומטר סורג קעור.
(3) אלמנט פיזור: בדרך כלל משתמשים בסריג, כך שאות האור מפזר את האור בחלל לפי אורך הגל למספר קרניים.
4. אלמנט מיקוד: מיקוד הקרן הפיזורית כך שתיווצר סדרה של תמונות חריץ פוגעניות על מישור המוקד, כאשר כל נקודת תמונה מתאימה לאורך גל מסוים.
5. מערך גלאים: ממוקם על מישור המוקד למדידת עוצמת האור של כל נקודת תמונה באורך גל. מערך הגלאים יכול להיות מערך CCD או סוגים אחרים של מערך גלאי אור.
הספקטרומטרים הנפוצים ביותר במעבדות גדולות הם מבני CT, וסוג זה של ספקטרומטרים נקרא גם מונוכרומטרים, המחולקים בעיקר לשתי קטגוריות:
1. מבנה CT סריקה מחוץ לציר סימטרי, מבנה זה הוא בעל נתיב אופטי פנימי סימטרי לחלוטין, לגלגל מגדל הסורג יש ציר מרכזי אחד בלבד. עקב סימטריה מלאה, תהיה דיפרקציה משנית, וכתוצאה מכך אור תועה חזק במיוחד, ומכיוון שמדובר בסריקה מחוץ לציר, הדיוק יופחת.
2, מבנה CT סריקה צירית אסימטרי, כלומר, הנתיב האופטי הפנימי אינו סימטרי לחלוטין, לגלגל מגדל הסריגים שני צירים מרכזיים, כדי להבטיח שסיבוב הסריגים נסרק בציר, לעכב ביעילות אור תועה ולשפר את הדיוק. תכנון מבנה ה-CT הסריקה האסימטרי בתוך הציר סובב סביב שלוש נקודות עיקריות: אופטימיזציה של איכות התמונה, ביטול אור משני מפוזר ומקסום שטף האור.
מרכיביו העיקריים הם: א. אירועמקור אורב. חריץ כניסה ג. מראה קולימטורית ד. סורג ה. מראת מיקוד ו. חריץ יציאה ז.גלאי אור
ספקטרוסקופ (ספקטרוסקופ) הוא מכשיר מדעי המפרק אור מורכב לקווים ספקטרליים, המורכבים ממנסרות או סריגי דיפרקציה וכו', באמצעות ספקטרומטר למדידת האור המוחזר מפני השטח של עצם. אור שבעת הצבעים בשמש הוא החלק שניתן לחלק לעין בלתי מזוינת (אור נראה), אך אם הספקטרומטר יפרק את השמש, בהתאם לסידור אורך הגל, אור נראה מהווה רק תחום קטן של הספקטרום, ואת השאר העין בלתי מזוינת אינה יכולה להבחין בספקטרום, כגון אינפרא אדום, מיקרוגל, אולטרה סגול, קרני רנטגן וכן הלאה. באמצעות לכידת מידע אור על ידי הספקטרומטר, פיתוח לוחות צילום, או תצוגה אוטומטית ממוחשבת של מכשירים מספריים, ניתן לזהות אילו יסודות נמצאים במוצר. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש נרחב בזיהוי זיהום אוויר, זיהום מים, היגיינת מזון, תעשיית המתכת וכן הלאה.