Az optikai szálas spektrométerek általában optikai szálat használnak jelcsatolóként, amelyet fotometrikusan csatlakoztatnak a spektrométerhez a spektrális elemzéshez. Az optikai szál kényelme miatt a felhasználók nagyon rugalmasak lehetnek a spektrumgyűjtő rendszer felépítésében.
A száloptikai spektrométerek előnye a mérőrendszer modularitása és rugalmassága. A mikrooptikai szál spektrométera németországi MUT olyan gyors, hogy online elemzésre is használható. Az olcsó univerzális detektorok használata miatt a spektrométer költsége csökken, és így a teljes mérőrendszer költsége is csökken.
A száloptikai spektrométer alapvető konfigurációja egy rácsból, egy résből és egy detektorból áll. Ezen alkatrészek paramétereit spektrométer vásárlásakor kell megadni. A spektrométer teljesítménye ezen alkatrészek pontos kombinációjától és kalibrálásától függ, az optikai szálas spektrométer kalibrálása után ezek a tartozékok elvileg nem változhatnak.
Funkció bemutatása
rács
A rács kiválasztása a spektrális tartománytól és a felbontási követelményektől függ. Száloptikai spektrométereknél a spektrum tartomány általában 200 nm és 2500 nm között van. A viszonylag nagy felbontás követelménye miatt nehéz széles spektrumtartományt elérni; Ugyanakkor minél nagyobb a felbontási követelmény, annál kisebb a fényáram. Kisebb felbontás és szélesebb spektrális tartomány követelményeihez a 300 vonal/mm-es rács a szokásos választás. Ha viszonylag nagy spektrális felbontásra van szükség, azt 3600 sor/mm-es rács, vagy nagyobb pixelfelbontású detektor választásával érhetjük el.
hasított
A keskenyebb rés javíthatja a felbontást, de a fényáram kisebb; Másrészt a szélesebb rések növelhetik az érzékenységet, de a felbontás rovására. Különböző alkalmazási követelmények esetén a megfelelő résszélességet választják ki az általános vizsgálati eredmény optimalizálása érdekében.
szonda
A detektor bizonyos szempontból meghatározza a száloptikai spektrométer felbontását és érzékenységét, a detektoron elvileg korlátozott a fényérzékeny tartomány, a nagy felbontás érdekében sok kis pixelre van felosztva, vagy a nagy érzékenység érdekében kevesebb, de nagyobb pixelre van osztva. Általában a CCD detektor érzékenysége jobb, így bizonyos mértékig jobb felbontást érhet el érzékenység nélkül. A közeli infravörös InGaAs detektor nagy érzékenysége és termikus zaja miatt a rendszer jel-zaj aránya hatékonyan javítható hűtéssel.
Optikai szűrő
Maga a spektrum többlépcsős diffrakciós hatása miatt a szűrő használatával csökkenthető a többfokozatú diffrakció zavarása. A hagyományos spektrométerekkel ellentétben a száloptikai spektrométerek bevonattal vannak ellátva a detektoron, és a funkciónak ezt a részét gyárilag a helyére kell telepíteni. Ugyanakkor a bevonat tükröződésgátló funkcióval is rendelkezik, és javítja a rendszer jel-zaj arányát.
A spektrométer teljesítményét elsősorban a spektrumtartomány, az optikai felbontás és az érzékenység határozza meg. Ezen paraméterek egyikének megváltoztatása általában befolyásolja a többi paraméter teljesítményét.
A spektrométer fő kihívása nem az összes paraméter maximalizálása a gyártás időpontjában, hanem az, hogy a spektrométer műszaki mutatói megfeleljenek a különböző alkalmazások teljesítménykövetelményeinek ebben a háromdimenziós térkiválasztásban. Ez a stratégia lehetővé teszi, hogy a spektrométer kielégítse az ügyfeleket a maximális megtérülés érdekében minimális befektetés mellett. A kocka mérete a spektrométer által elérendő műszaki mutatóktól függ, mérete pedig a spektrométer összetettségétől és a spektrométer termék árától függ. A spektrométer termékeknek teljes mértékben meg kell felelniük az ügyfelek által megkövetelt műszaki paramétereknek.
Spektrális tartomány
Spektrométereka kisebb spektrális tartományok általában részletes spektrális információt adnak, míg a nagy spektrális tartományok szélesebb látótávolsággal rendelkeznek. Ezért a spektrométer spektrális tartománya az egyik fontos paraméter, amelyet egyértelműen meg kell adni.
A spektrális tartományt befolyásoló tényezők elsősorban a rács és a detektor, a megfelelő rácsot és detektort pedig különböző követelmények szerint választják ki.
érzékenység
Ha már az érzékenységről beszélünk, fontos különbséget tenni a fotometriás érzékenység között (az a legkisebb jelerősség,spektrométerképes kimutatni) és érzékenység a sztöchiometriában (a legkisebb különbség az abszorpcióban, amit a spektrométer mérni képes).
a. Fotometriai érzékenység
Az olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy érzékenységű spektrométereket igényelnek, mint például a fluoreszcencia és a Raman, a SEK hőhűtésű optikai szálas spektrométereket ajánljuk hőhűtéses, 1024 pixeles kétdimenziós CCD detektorokkal, valamint detektor kondenzáló lencsékkel, arany tükrökkel és széles rések ( 100 μm vagy szélesebb). Ez a modell hosszú integrációs időt (7 milliszekundumtól 15 percig) használhat a jelerősség javítására, valamint csökkentheti a zajt és javíthatja a dinamikatartományt.
b. Sztöchiometrikus érzékenység
Ahhoz, hogy két nagyon közeli amplitúdójú abszorpciós sebességet érzékeljünk, nem csak a detektor érzékenysége, hanem a jel-zaj viszony is szükséges. A legnagyobb jel-zaj aránnyal rendelkező detektor a SEK spektrométerben található termoelektromos hűtött 1024 pixeles kétdimenziós CCD detektor 1000:1 jel-zaj aránnyal. Több spektrális kép átlaga is javíthatja a jel-zaj arányt, és az átlagos szám növekedése a jel-zaj arány növekedését okozza négyzetgyök sebességnél, például a 100-szoros átlag 10-szeresére növelje a jel-zaj arányt, elérve a 10 000:1-et.
Felbontás
Az optikai felbontás fontos paraméter az optikai felosztási képesség mérésére. Ha nagyon nagy optikai felbontásra van szüksége, javasoljuk, hogy válasszon egy 1200 vonal/mm-es vagy nagyobb rácsot, keskeny réssel és 2048 vagy 3648 pixeles CCD-detektorral.
Feladás időpontja: 2023. július 27