Optisko šķiedru spektrometri parasti izmanto optisko šķiedru kā signāla savienotāju, kas tiks fotometriski savienota ar spektrometru spektrālās analīzes veikšanai. Pateicoties optiskās šķiedras ērtībai, lietotāji var būt ļoti elastīgi spektra iegūšanas sistēmas izveidē.
Šķiedru optikas spektrometru priekšrocība ir mērīšanas sistēmas modularitāte un elastība. Mikrooptiskās šķiedras spektrometrsno MUT Vācijā ir tik ātrs, ka to var izmantot tiešsaistes analīzei. Un, pateicoties lētu universālo detektoru izmantošanai, spektrometra izmaksas samazinās, un līdz ar to samazinās arī visas mērīšanas sistēmas izmaksas.
Šķiedru optikas spektrometra pamatkonfigurāciju veido režģis, sprauga un detektors. Šo komponentu parametri jānorāda, iegādājoties spektrometru. Spektrometra veiktspēja ir atkarīga no precīzas šo komponentu kombinācijas un kalibrēšanas, un pēc optiskās šķiedras spektrometra kalibrēšanas šiem piederumiem principā nevar būt nekādu izmaiņu.
Funkcijas ievads
režģis
Režģa izvēle ir atkarīga no spektrālā diapazona un izšķirtspējas prasībām. Šķiedru optikas spektrometriem spektrālais diapazons parasti ir no 200 nm līdz 2500 nm. Sakarā ar prasību pēc relatīvi augstas izšķirtspējas ir grūti iegūt plašu spektrālo diapazonu; tajā pašā laikā, jo augstāka ir izšķirtspējas prasība, jo mazāka ir gaismas plūsma. Zemākas izšķirtspējas un plašāka spektrālā diapazona prasībām parasti tiek izvēlēts 300 līniju/mm režģis. Ja nepieciešama relatīvi augsta spektrālā izšķirtspēja, to var panākt, izvēloties režģi ar 3600 līnijām/mm vai izvēloties detektoru ar lielāku pikseļu izšķirtspēju.
sprauga
Šaurāka sprauga var uzlabot izšķirtspēju, bet gaismas plūsma ir mazāka; savukārt platākas spraugas var palielināt jutību, bet uz izšķirtspējas rēķina. Dažādās lietojumprogrammu prasībās tiek izvēlēts atbilstošs spraugas platums, lai optimizētu kopējo testa rezultātu.
zonde
Detektors zināmā mērā nosaka šķiedru optikas spektrometra izšķirtspēju un jutību; detektora gaismas jutīgais apgabals principā ir ierobežots; augstas izšķirtspējas iegūšanai tas ir sadalīts daudzos mazos pikseļos vai augstas jutības iegūšanai mazākā skaitā, bet lielākos pikseļos. Parasti CCD detektora jutība ir labāka, tāpēc var iegūt labāku izšķirtspēju bez zināmas jutības. InGaAs detektora augstās jutības un termiskā trokšņa dēļ tuvajā infrasarkanajā diapazonā sistēmas signāla un trokšņa attiecību var efektīvi uzlabot, izmantojot dzesēšanu.
Optiskais filtrs
Pateicoties paša spektra daudzpakāpju difrakcijas efektam, daudzpakāpju difrakcijas traucējumus var samazināt, izmantojot filtru. Atšķirībā no parastajiem spektrometriem, šķiedru optikas spektrometriem detektors ir pārklāts ar pārklājumu, un šī funkcijas daļa ir jāuzstāda rūpnīcā. Vienlaikus pārklājumam ir arī pretatstarošanās funkcija un tas uzlabo sistēmas signāla un trokšņa attiecību.
Spektrometra veiktspēju galvenokārt nosaka spektrālais diapazons, optiskā izšķirtspēja un jutība. Viena no šiem parametriem izmaiņas parasti ietekmēs pārējo parametru veiktspēju.
Spektrometra galvenais izaicinājums nav visu parametru maksimizēšana ražošanas laikā, bet gan spektrometra tehnisko rādītāju atbilstība dažādu pielietojumu veiktspējas prasībām šajā trīsdimensiju telpas izvēlē. Šī stratēģija ļauj spektrometram apmierināt klientus ar maksimālu atdevi ar minimālām investīcijām. Kuba izmērs ir atkarīgs no tehniskajiem rādītājiem, kas spektrometram jāsasniedz, un tā izmērs ir saistīts ar spektrometra sarežģītību un spektrometra produkta cenu. Spektrometra produktiem pilnībā jāatbilst klientu pieprasītajiem tehniskajiem parametriem.
Spektrālais diapazons
Spektrometriar mazāku spektra diapazonu parasti sniedz detalizētu spektra informāciju, savukārt lieliem spektra diapazoniem ir plašāks vizuālais diapazons. Tāpēc spektrometra spektra diapazons ir viens no svarīgiem parametriem, kas ir skaidri jānorāda.
Spektra diapazonu ietekmējošie faktori galvenokārt ir režģis un detektors, un atbilstošais režģis un detektors tiek izvēlēti atbilstoši dažādām prasībām.
jutīgums
Runājot par jutību, ir svarīgi nošķirt jutību fotometrijā (mazākais signāla stiprums, kospektrometrsvar noteikt) un jutību stehiometrijā (mazākā absorbcijas atšķirība, ko spektrometrs var izmērīt).
a. Fotometriskā jutība
Lietojumiem, kuriem nepieciešami augstas jutības spektrometri, piemēram, fluorescences un Ramana spektrometriem, mēs iesakām SEK termiski dzesējamus optiskās šķiedras spektrometrus ar termiski dzesējamiem 1024 pikseļu divdimensiju masīva CCD detektoriem, kā arī detektoru kondensācijas lēcām, zelta spoguļiem un platām spraugām (100 μm vai platākām). Šis modelis var izmantot ilgu integrācijas laiku (no 7 milisekundēm līdz 15 minūtēm), lai uzlabotu signāla stiprumu, un var samazināt troksni un uzlabot dinamisko diapazonu.
b. Stehiometriskā jutība
Lai noteiktu divas absorbcijas ātruma vērtības ar ļoti tuvu amplitūdu, ir nepieciešama ne tikai detektora jutība, bet arī signāla un trokšņa attiecība. Detektors ar visaugstāko signāla un trokšņa attiecību ir SEK spektrometra termoelektriskais atdzesētais 1024 pikseļu divdimensiju masīva CCD detektors ar signāla un trokšņa attiecību 1000:1. Vairāku spektrālo attēlu vidējā vērtība var arī uzlabot signāla un trokšņa attiecību, un vidējās vērtības palielināšana palielinās signāla un trokšņa attiecību ar kvadrātsaknes ātrumu, piemēram, vidējā vērtība 100 reizes var palielināt signāla un trokšņa attiecību 10 reizes, sasniedzot 10 000:1.
Izšķirtspēja
Optiskā izšķirtspēja ir svarīgs parametrs optiskās sadalīšanas spējas mērīšanai. Ja nepieciešama ļoti augsta optiskā izšķirtspēja, iesakām izvēlēties režģi ar 1200 līnijām/mm vai vairāk, kā arī šauru spraugu un 2048 vai 3648 pikseļu CCD detektoru.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 27. jūlijs