Optiset kuituspektrometrit käyttävät yleensä optista kuitua signaalikytkimenä, joka kytketään fotometrisesti spektrometriin spektrianalyysiä varten. Optisen kuidun mukavuuden ansiosta käyttäjät voivat olla erittäin joustavia spektrinkeruujärjestelmän rakentamisessa.
Kuituoptisten spektrometrien etuna on mittausjärjestelmän modulaarisuus ja joustavuus. Mikrooptinen kuituspektrometriSaksan MUT:sta on niin nopea, että sitä voidaan käyttää online-analyyseihin. Ja halpojen yleisilmaisimien käytön ansiosta spektrometrin hinta pienenee ja siten koko mittausjärjestelmän hinta pienenee.
Kuituoptisen spektrometrin peruskokoonpano koostuu hilasta, raosta ja ilmaisimesta. Näiden komponenttien parametrit on määritettävä spektrometriä ostettaessa. Spektrometrin suorituskyky riippuu näiden komponenttien tarkasta yhdistelmästä ja kalibroinnista, optisen kuituspektrometrin kalibroinnin jälkeen näissä lisävarusteissa ei periaatteessa voi olla muutoksia.
Toiminnan esittely
ritilä
Hilan valinta riippuu spektrialueesta ja resoluutiovaatimuksista. Kuituoptisten spektrometrien spektrialue on yleensä välillä 200 nm ja 2500 nm. Suhteellisen korkean resoluution vaatimuksen vuoksi on vaikea saada laajaa spektrialuetta; Samanaikaisesti mitä korkeampi resoluutiovaatimus, sitä vähemmän valovirtaa. Matalamman resoluution ja laajemman spektrialueen vaatimuksiin 300 viiva/mm hila on tavallinen valinta. Jos tarvitaan suhteellisen korkea spektriresoluutio, se voidaan saavuttaa valitsemalla hila, jossa on 3600 juovaa/mm, tai valitsemalla ilmaisimen, jolla on suurempi pikseliresoluutio.
rako
Kapeampi rako voi parantaa resoluutiota, mutta valovirta on pienempi; Toisaalta leveämmät raot voivat lisätä herkkyyttä, mutta resoluution kustannuksella. Eri sovellusvaatimuksissa valitaan sopiva raon leveys kokonaistestituloksen optimoimiseksi.
koetin
Ilmaisin jollakin tavalla määrittää kuituoptisen spektrometrin resoluution ja herkkyyden, ilmaisimen valoherkkä alue on periaatteessa rajoitettu, se on jaettu useisiin pieniin pikseleihin korkeaa resoluutiota varten tai jaettu pienempään, mutta suurempiin pikseleihin korkeaa herkkyyttä varten. Yleensä CCD-ilmaisimen herkkyys on parempi, joten voit saada paremman resoluution ilman herkkyyttä jossain määrin. InGaAs-ilmaisimen korkean herkkyyden ja lämpökohinan ansiosta lähi-infrapunassa järjestelmän signaali-kohinasuhdetta voidaan parantaa tehokkaasti jäähdytyksen avulla.
Optinen suodatin
Itse spektrin monivaiheisen diffraktiovaikutuksen vuoksi monivaiheisen diffraktion häiriöitä voidaan vähentää käyttämällä suodatinta. Perinteisistä spektrometreistä poiketen valokuituspektrometrit on pinnoitettu ilmaisimen päälle, ja tämä osa toiminnosta on asennettava paikalleen tehtaalla. Samalla pinnoitteella on myös heijastuksenestotoiminto ja se parantaa järjestelmän signaali-kohinasuhdetta.
Spektrometrin suorituskyvyn määräävät pääasiassa spektrialue, optinen resoluutio ja herkkyys. Muutos johonkin näistä parametreista vaikuttaa yleensä muiden parametrien suorituskykyyn.
Spektrometrin suurin haaste ei ole maksimoida kaikkia parametreja valmistushetkellä, vaan saada spektrometrin tekniset indikaattorit täyttämään eri sovellusten suorituskykyvaatimukset tässä kolmiulotteisessa tilavalikoimassa. Tämän strategian avulla spektrometri voi tyydyttää asiakkaita maksimaalisen tuoton saamiseksi pienin investoinnein. Kuution koko riippuu teknisistä indikaattoreista, jotka spektrometrin on saavutettava, ja sen koko liittyy spektrometrin monimutkaisuuteen ja spektrometrituotteen hintaan. Spektrometrituotteiden tulee täyttää täysin asiakkaiden vaatimat tekniset parametrit.
Spektrialue
Spektrometritpienemmällä spektrialueella saadaan yleensä yksityiskohtaista spektritietoa, kun taas suurilla spektrialueilla on laajempi näköalue. Siksi spektrometrin spektrialue on yksi tärkeimmistä parametreista, joka on määriteltävä selvästi.
Spektrialueeseen vaikuttavat tekijät ovat pääosin hila ja ilmaisin, ja vastaavat hila ja ilmaisin valitaan eri vaatimusten mukaan.
herkkyys
Kun puhutaan herkkyydestä, on tärkeää erottaa herkkyys fotometriassa (pienin signaalinvoimakkuus, jonkaspektrometrivoi havaita) ja herkkyys stoikiometriassa (pienin ero absorptiossa, jonka spektrometri voi mitata).
a. Fotometrinen herkkyys
Sovelluksiin, jotka vaativat erittäin herkkiä spektrometrejä, kuten fluoresenssi- ja Raman-spektrometrejä, suosittelemme SEK-lämpöjäähdytettyjä optisia kuituspektrometrejä, joissa on lämpöjäähdytetyt 1024 pikselin kaksiulotteiset CCD-ilmaisimet sekä ilmaisimen kondensaatiolinssejä, kultapeilejä ja leveitä rakoja ( 100 μm tai leveämpi). Tämä malli voi käyttää pitkiä integrointiaikoja (7 millisekunnista 15 minuuttiin) parantaakseen signaalin voimakkuutta ja vähentää kohinaa ja parantaa dynaamista aluetta.
b. Stökiometrinen herkkyys
Kahden absorptionopeuden arvon havaitsemiseksi hyvin lähellä amplitudia ei vaadita ainoastaan ilmaisimen herkkyyttä, vaan myös signaali-kohinasuhdetta. Ilmaisin, jolla on korkein signaali-kohinasuhde, on lämpösähköinen jäähdytetty 1024 pikselin kaksiulotteinen CCD-detektori SEK-spektrometrissä, jonka signaali-kohinasuhde on 1000:1. Useiden spektrikuvien keskiarvo voi myös parantaa signaali-kohinasuhdetta, ja keskimääräisen luvun kasvu saa signaali-kohinasuhteen kasvamaan neliöjuurinopeudella, esimerkiksi 100-kertainen keskiarvo voi nosta signaali-kohinasuhdetta 10 kertaa saavuttaen 10 000:1.
Resoluutio
Optinen resoluutio on tärkeä parametri optisen jakokyvyn mittaamiseksi. Jos tarvitset erittäin korkeaa optista resoluutiota, suosittelemme, että valitset hilan, jossa on 1200 viivaa/mm tai enemmän, sekä kapea rako ja 2048 tai 3648 pikselin CCD-ilmaisin.
Postitusaika: 27.7.2023