הפונקציה של ספקטרומטר סיבים אופטיים

ספקטרומטרים של סיבים אופטיים משתמשים בדרך כלל בסיבים אופטיים כמצמד אות, שיהיה פוטומטרי המשודך לספקטרומטר לניתוח ספקטרלי. בשל הנוחות של סיבים אופטיים, המשתמשים יכולים להיות גמישים מאוד לבניית מערכת רכישת ספקטרום.

היתרון של ספקטרומטרים סיבים אופטיים הוא המודולריות והגמישות של מערכת המדידה. המיקרוספקטרומטר סיבים אופטימ- MUT בגרמניה כל כך מהיר עד שהוא יכול לשמש לניתוח מקוון. ובגלל השימוש בגלאים אוניברסליים בעלות נמוכה, עלות הספקטרומטר מופחתת, וכך עלות מערכת המדידה כולה מופחתת

התצורה הבסיסית של הספקטרומטר הסיבים האופטי מורכבת מגרד, חריץ וגלאי. יש לציין את הפרמטרים של רכיבים אלה בעת רכישת ספקטרומטר. הביצועים של הספקטרומטר תלויים בשילוב המדויק וכיול של רכיבים אלה, לאחר כיול ספקטרומטר הסיבים האופטיים, באופן עקרוני, אביזרים אלה לא יכולים להיות שינויים.

מבוא לפונקציה

סָרִיג

הבחירה בגרידה תלויה בטווח הספקטרלי ובדרישות הרזולוציה. עבור ספקטרומטרים סיבים אופטיים, הטווח הספקטרלי הוא בדרך כלל בין 200 ננומטר ל 2500 ננומטר. בשל הדרישה של רזולוציה גבוהה יחסית, קשה להשיג טווח ספקטרלי רחב; במקביל, ככל שדרישת הרזולוציה גבוהה יותר, השטף פחות זוהר. עבור הדרישות של רזולוציה נמוכה יותר וטווח ספקטרלי רחב יותר, 300 סורג 300 קו /מ"מ הוא הבחירה הרגילה. אם נדרשת רזולוציה ספקטרלית גבוהה יחסית, ניתן להשיג אותה על ידי בחירת סורג עם 3600 קווים /מ"מ, או בחירת גלאי ברזולוציית פיקסל יותר.

סֶדֶק

החריץ הצר יותר יכול לשפר את הרזולוציה, אך שטף האור קטן יותר; מצד שני, חריצים רחבים יותר יכולים להגביר את הרגישות, אך על חשבון הרזולוציה. בדרישות יישום שונות, רוחב החריץ המתאים נבחר כדי לייעל את תוצאת הבדיקה הכוללת.

בְּדִיקָה

הגלאי קובע במובנים מסוימים את הרזולוציה והרגישות של הספקטרומטר הסיבים האופטי, האזור הרגיש לאור בגלאי מוגבל באופן עקרוני, הוא מחולק לפיקסלים קטנים רבים לרזולוציה גבוהה או מחולק לפיקסלים פחות אך גדולים יותר לרגישות גבוהה. באופן כללי, הרגישות של גלאי ה- CCD טובה יותר, כך שתוכלו להשיג רזולוציה טובה יותר ללא רגישות במידה מסוימת. בגלל הרגישות הגבוהה והרעש התרמי של גלאי IngaAs באינפרא אדום כמעט, ניתן לשפר ביעילות את יחס האות לרעש של המערכת באמצעות קירור.

פילטר אופטי

בגלל אפקט ההפרדה הרב -שלבי של הספקטרום עצמו, ניתן להפחית את ההפרעה של דיפרקציה רב שלבי באמצעות המסנן. שלא כמו ספקטרומטרים קונבנציונליים, ספקטרומטרים סיבים אופטיים מצופים בגלאי, ויש להתקין חלק זה של הפונקציה במקום במפעל. יחד עם זאת, לציפוי יש גם את הפונקציה של השתקפות נגד ההשתקפות ומשפר את יחס האות לרעש של המערכת.

הביצועים של הספקטרומטר נקבעים בעיקר על ידי הטווח הספקטרלי, הרזולוציה האופטית והרגישות. שינוי לאחד מהפרמטרים הללו ישפיע בדרך כלל על הביצועים של הפרמטרים האחרים.

האתגר העיקרי של הספקטרומטר הוא לא למקסם את כל הפרמטרים בעת הייצור, אלא לגרום לאינדיקטורים הטכניים של הספקטרומטר לעמוד בדרישות הביצועים ליישומים שונים בבחירת שטח תלת מימדית זו. אסטרטגיה זו מאפשרת לספקטרומטר לספק את הלקוחות לקבלת תשואה מקסימאלית עם השקעה מינימלית. גודל הקוביה תלוי במדדים הטכניים שהספקטרומטר צריך להשיג, וגודלו קשור למורכבות של הספקטרומטר ולמחיר המוצר הספקטרומטר. מוצרי ספקטרומטר צריכים לעמוד באופן מלא בפרמטרים הטכניים הנדרשים על ידי הלקוחות.

טווח ספקטרלי

ספקטרומטריםעם טווח ספקטרלי קטן יותר נותן בדרך כלל מידע ספקטרלי מפורט, ואילו לטווחים ספקטרליים גדולים יש טווח חזותי רחב יותר. לפיכך, הטווח הספקטרלי של הספקטרומטר הוא אחד הפרמטרים החשובים שיש לציין בבירור.

הגורמים המשפיעים על הטווח הספקטרלי הם בעיקר סורג וגלאי, והסורג והגלאי המתאימים נבחרים על פי דרישות שונות.

רְגִישׁוּת

אם כבר מדברים על רגישות, חשוב להבחין בין רגישות בפוטומטריה (חוזק האות הקטן ביותר כיספקטרומטריכול לאתר) ורגישות בסטואיציומטריה (ההבדל הקטן ביותר בספיגה שספקטרומטר יכול למדוד).

א. רגישות פוטומטרית

עבור יישומים הדורשים ספקטרומטרים רגישות גבוהה, כמו פלואורסצנציה ורמאן, אנו ממליצים על ספקטרומטרים סיבים אופטיים מקוררים של SEK Thermo עם גלאי CCD מקוררים תרמיים מקוררים תרמיים, גלאי מערך דו-ממדי, וכן גלאי עבדים גלאים, שיקוף זהב, וחליצים רחבים (100 מיקרומטר). מודל זה יכול להשתמש בזמני שילוב ארוכים (בין 7 אלפיות השנייה ל -15 דקות) כדי לשפר את חוזק האות, ויכול להפחית את הרעש ולשפר את הטווח הדינמי.

ב. רגישות סטואיציומטרית

על מנת לאתר שני ערכים של קצב ספיגה עם משרעת קרובה מאוד, לא רק נדרשת הרגישות של הגלאי, אלא גם נדרשת יחס האות לרעש. הגלאי עם יחס האות לרעש הגבוה ביותר הוא גלאי CCD עם קירור תרמו-אלקטרי 1024 פיקסלים בספקטרומטר SEK עם יחס אות לרעש של 1000: 1. הממוצע של תמונות ספקטרליות מרובות יכול גם לשפר את יחס האות לרעש, והעלייה של המספר הממוצע תגרום ליחס האות לרעש להתגבר במהירות השורש המרובע, למשל, הממוצע של 100 פעמים יכול להגדיל את יחס האות לרעש 10 פעמים ולהגיע ל 10,000: 1.

הַחְלָטָה

רזולוציה אופטית היא פרמטר חשוב למדידת יכולת הפיצול האופטי. אם אתה זקוק לרזולוציה אופטית גבוהה מאוד, אנו ממליצים לבחור סורג עם 1200 קווים/מ"מ ומעלה, יחד עם חריץ צר וגלאי CCD של 2048 או 3648 פיקסלים.