Az optikai szálas spektrométerek általában optikai szálat használnak jelcsatolóként, amelyet fotometrikusan csatolnak a spektrométerhez a spektrális elemzéshez. Az optikai szál kényelmének köszönhetően a felhasználók nagyon rugalmasan építhetnek ki spektrumgyűjtő rendszert.
A száloptikás spektrométerek előnye a mérőrendszer modularitása és rugalmassága. A mikrooptikai szálas spektrométerA németországi MUT-tól származó módszer olyan gyors, hogy online elemzésre is használható. Az alacsony költségű univerzális detektorok használata miatt a spektrométer költsége csökken, és így a teljes mérőrendszer költsége is csökken.
A száloptikai spektrométer alapkonfigurációja egy rácsból, egy résből és egy detektorból áll. Ezen alkatrészek paramétereit spektrométer vásárlásakor meg kell adni. A spektrométer teljesítménye ezen alkatrészek pontos kombinációjától és kalibrálásától függ, az optikai szálas spektrométer kalibrálása után ezek a tartozékok elvileg nem változhatnak.
Funkcióbevezetés
rács
A rács megválasztása a spektrális tartománytól és a felbontási követelményektől függ. Száloptikás spektrométerek esetében a spektrális tartomány általában 200 nm és 2500 nm között van. A viszonylag nagy felbontás követelménye miatt nehéz széles spektrális tartományt elérni; Ugyanakkor minél nagyobb a felbontási követelmény, annál kisebb a fényáram. Alacsonyabb felbontás és szélesebb spektrális tartomány követelményei esetén a 300 vonal/mm-es rács a szokásos választás. Ha viszonylag nagy spektrális felbontásra van szükség, akkor ez 3600 vonal/mm-es rács kiválasztásával, vagy nagyobb pixelfelbontású detektor kiválasztásával érhető 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 optimális teszteredmény érdekében.
szonda
A detektor bizonyos szempontból meghatározza a száloptikai spektrométer felbontását és érzékenységét. A detektor fényérzékeny területe elvileg korlátozott, nagy felbontás érdekében sok apró pixelre, nagy érzékenység érdekében pedig kevesebb, de nagyobb pixelre van osztva. Általában a CCD-detektor érzékenysége jobb, így bizonyos mértékig érzékenység nélkül is jobb felbontást lehet elérni. Az InGaAs detektor nagy érzékenysége és hőzaja miatt a közeli infravörös tartományban a rendszer jel-zaj aránya hatékonyan javítható hűtés segítségével.
Optikai szűrő
Magának a spektrumnak a többlépcsős diffrakciós hatása miatt a többlépcsős diffrakció interferenciája csökkenthető a szűrő használatával. A hagyományos spektrométerekkel ellentétben a száloptikás spektrométerek detektorát bevonják, és a funkciónak ezt a részét gyárilag kell beszerelni. Ugyanakkor a bevonat tükröződésmentesítő funkciót is ellát, és javítja a rendszer jel-zaj arányát.
A spektrométer teljesítményét főként a spektrális tartomány, 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 során, hanem az, hogy a spektrométer műszaki mutatói megfeleljenek a különböző alkalmazások teljesítménykövetelményeinek ebben a háromdimenziós térben. Ez a stratégia lehetővé teszi a spektrométer számára, hogy minimális befektetéssel maximális megtérülést biztosítson az ügyfeleknek. A kocka mérete a spektrométer által elérendő műszaki mutatóktól függ, mérete pedig a spektrométer összetettségéhez és a spektrométertermék árához kapcsolódik. A spektrométertermékeknek teljes mértékben meg kell felelniük az ügyfelek által megkövetelt műszaki paramétereknek.
Spektrális tartomány
SpektrométerekA kisebb spektrális tartománnyal rendelkező műszerek általában részletes spektrális információkat adnak, míg a nagyobb spektrális tartományok szélesebb vizuális tartománnyal rendelkeznek. Ezért a spektrométer spektrális tartománya az egyik fontos paraméter, amelyet egyértelműen meg kell határozni.
A spektrális tartományt befolyásoló tényezők főként a rács és a detektor, és a megfelelő rácsot és detektort a különböző követelményeknek megfelelően választják ki.
érzékenység
Az érzékenységről szólva fontos különbséget tenni a fotometriai érzékenység (a legkisebb jelerősség, amit egyspektrométer(amit kimutatni tud) és a sztöchiometriai érzékenység (a spektrométerrel mérhető legkisebb abszorpciós különbség).
a. Fotometriai érzékenység
Nagy érzékenységű spektrométereket igénylő alkalmazásokhoz, mint például a fluoreszcencia és a Raman, az SEK hőhűtéses optikai szálas spektrométereit ajánljuk hőhűtéses 1024 pixeles kétdimenziós CCD-tömbdetektorokkal, valamint detektor kondenzáló lencsékkel, aranytükrökkel és széles résekkel (100 μm vagy szélesebb). Ez a modell hosszú integrációs időket (7 milliszekundumtól 15 percig) képes használni a jelerősség javítása érdekében, valamint csökkentheti a zajt és javíthatja a dinamikatartományt.
b. Sztöchiometrikus érzékenység
Ahhoz, hogy két, egymáshoz nagyon közeli amplitúdójú abszorpciós ráta értéket lehessen detektálni, nemcsak a detektor érzékenységére, hanem a jel-zaj arányra is szükség van. A legnagyobb jel-zaj viszonnyal rendelkező detektor a SEK spektrométerben található termoelektromos, hűtött, 1024 pixeles, kétdimenziós tömbös CCD-detektor, amelynek jel-zaj aránya 1000:1. Több spektrális kép átlagolása is javíthatja a jel-zaj arányt, és az átlagszám növekedése a jel-zaj arány négyzetgyöksebességgel történő növekedését okozza, például a 100-szoros átlagolás a jel-zaj arányt tízszeresére növelheti, elérve a 10 000:1 értéket.
Felbontás
Az optikai felbontás fontos paraméter az optikai felbontási képesség mérésére. Ha nagyon nagy optikai felbontásra van szükség, akkor 1200 vonal/mm vagy nagyobb rácssűrűségű, keskeny résű és 2048 vagy 3648 pixeles CCD detektorral rendelkező rácsot ajánlunk.
Közzététel ideje: 2023. július 27.