Спектрометрите со оптички влакна обично користат оптичко влакно како спојувач на сигнал, кое ќе биде фотометриски поврзано со спектрометарот за спектрална анализа. Поради практичноста на оптичкото влакно, корисниците можат да бидат многу флексибилни при градење систем за аквизиција на спектар.
Предноста на спектрометрите со оптички влакна е модуларноста и флексибилноста на мерниот систем. Микроспектрометар со оптички влакнаод MUT во Германија е толку брз што може да се користи за онлајн анализа. И поради употребата на евтини универзални детектори, цената на спектрометарот е намалена, а со тоа и цената на целиот систем за мерење е намалена.
Основната конфигурација на спектрометарот со оптички влакна се состои од решетка, процеп и детектор. Параметрите на овие компоненти мора да се специфицираат при купување на спектрометар. Перформансите на спектрометарот зависат од прецизната комбинација и калибрација на овие компоненти, по калибрацијата на спектрометарот со оптички влакна, во принцип, овие додатоци не можат да имаат никакви промени.
Вовед во функцијата
решеткање
Изборот на решетка зависи од спектралниот опсег и барањата за резолуција. За спектрометри со оптички влакна, спектралниот опсег е обично помеѓу 200nm и 2500nm. Поради барањето за релативно висока резолуција, тешко е да се добие широк спектрален опсег; во исто време, колку е поголема потребната резолуција, толку е помал светлинскиот флукс. За барањата за пониска резолуција и поширок спектрален опсег, вообичаен избор е решетка од 300 линии/mm. Доколку е потребна релативно висока спектрална резолуција, таа може да се постигне со избор на решетка со 3600 линии/mm или со избор на детектор со поголема резолуција на пиксели.
процеп
Потесниот процеп може да ја подобри резолуцијата, но светлосниот флукс е помал; Од друга страна, пошироките процепи можат да ја зголемат чувствителноста, но на сметка на резолуцијата. Во различни барања за примена, се избира соодветна ширина на процепот за да се оптимизира целокупниот резултат од тестот.
сонда
Детекторот на некој начин ја одредува резолуцијата и чувствителноста на спектрометарот со оптички влакна, светлосензитивната област на детекторот е во принцип ограничена, таа е поделена на многу мали пиксели за висока резолуција или поделена на помалку, но поголеми пиксели за висока чувствителност. Општо земено, чувствителноста на CCD детекторот е подобра, така што може да се добие подобра резолуција без чувствителност до одреден степен. Поради високата чувствителност и термичкиот шум на InGaAs детекторот во близок инфрацрвен спектар, односот сигнал-шум на системот може ефикасно да се подобри со помош на ладење.
Оптички филтер
Поради повеќестепениот ефект на дифракција на самиот спектар, интерференцијата на повеќестепената дифракција може да се намали со користење на филтерот. За разлика од конвенционалните спектрометри, спектрометрите со оптички влакна се обложени на детекторот, а овој дел од функцијата треба да се инсталира на своето место во фабриката. Во исто време, облогата има и функција на антирефлексија и го подобрува односот сигнал-шум на системот.
Перформансите на спектрометарот главно се одредуваат од спектралниот опсег, оптичката резолуција и чувствителноста. Промената на еден од овие параметри обично ќе влијае на перформансите на другите параметри.
Главниот предизвик на спектрометарот не е да ги максимизира сите параметри во моментот на производство, туку техничките индикатори на спектрометарот да ги задоволат барањата за перформанси за различни апликации во овој избор на тродимензионален простор. Оваа стратегија му овозможува на спектрометарот да ги задоволи клиентите за максимален поврат со минимална инвестиција. Големината на коцката зависи од техничките индикатори што спектрометарот треба да ги постигне, а нејзината големина е поврзана со сложеноста на спектрометарот и цената на производот на спектрометарот. Производите на спектрометарот треба целосно да ги задоволат техничките параметри што ги бараат клиентите.
Спектрален опсег
Спектрометрисо помал спектрален опсег обично даваат детални спектрални информации, додека големите спектрални опсези имаат поширок визуелен опсег. Затоа, спектралниот опсег на спектрометарот е еден од важните параметри што мора јасно да се специфицира.
Факторите што влијаат на спектралниот опсег се главно решетката и детекторот, а соодветната решетка и детектор се избираат според различни барања.
чувствителност
Зборувајќи за чувствителност, важно е да се направи разлика помеѓу чувствителноста во фотометријата (најмалата јачина на сигналот што ја имаспектрометарможе да детектира) и чувствителност во стехиометријата (најмалата разлика во апсорпцијата што спектрометарот може да ја измери).
а. Фотометриска чувствителност
За апликации кои бараат спектрометри со висока чувствителност, како што се флуоресцентни и Раманови, препорачуваме SEK термоладени оптички влакна со спектрометри со термоладени CCD детектори со дводимензионален низ од 1024 пиксели, како и кондензирачки леќи на детекторот, златни огледала и широки процепи (100μm или пошироки). Овој модел може да користи долги времиња на интеграција (од 7 милисекунди до 15 минути) за да ја подобри јачината на сигналот и може да го намали шумот и да го подобри динамичкиот опсег.
б. Стехиометриска чувствителност
За да се детектираат две вредности на стапка на апсорпција со многу блиска амплитуда, потребна е не само чувствителноста на детекторот, туку и односот сигнал-шум. Детекторот со највисок однос сигнал-шум е термоелектричниот ладилен CCD детектор со дводимензионален низ од 1024 пиксели во SEK спектрометарот со однос сигнал-шум од 1000:1. Просекот од повеќекратни спектрални слики може исто така да го подобри односот сигнал-шум, а зголемувањето на просечниот број ќе предизвика односот сигнал-шум да се зголеми со брзина на квадратен корен, на пример, просекот од 100 пати може да го зголеми односот сигнал-шум 10 пати, достигнувајќи 10.000:1.
Резолуција
Оптичката резолуција е важен параметар за мерење на способноста за оптичко разделување. Доколку ви е потребна многу висока оптичка резолуција, препорачуваме да изберете решетка со 1200 линии/мм или повеќе, заедно со тесен процеп и CCD детектор од 2048 или 3648 пиксели.
Време на објавување: 27 јули 2023 година