Optinių skaidulų spektrometrai paprastai naudoja optinį pluoštą kaip signalo jungiklį, kuris fotometriniu būdu sujungiamas su spektrometru spektrinei analizei. Dėl optinio pluošto patogumo vartotojai gali labai lanksčiai kurti spektro gavimo sistemą.
Šviesolaidinių spektrometrų privalumas yra matavimo sistemos moduliškumas ir lankstumas. Mikrooptinio pluošto spektrometrasiš MUT Vokietijoje yra toks greitas, kad jį galima naudoti internetinei analizei. Dėl nebrangių universalių detektorių naudojimo sumažėja spektrometro kaina, taigi ir visos matavimo sistemos kaina.
Pagrindinė šviesolaidinio spektrometro konfigūracija susideda iš gardelės, plyšio ir detektoriaus. Perkant spektrometrą, reikia nurodyti šių komponentų parametrus. Spektrometro veikimas priklauso nuo tikslaus šių komponentų derinio ir kalibravimo, po šviesolaidinio spektrometro kalibravimo šie priedai iš principo negali pasikeisti.
Funkcijos įvadas
grotelės
Gardelės pasirinkimas priklauso nuo spektrinio diapazono ir skiriamosios gebos reikalavimų. Šviesolaidinių spektrometrų spektrinis diapazonas paprastai yra nuo 200 nm iki 2500 nm. Dėl santykinai didelės skiriamosios gebos reikalavimo sunku gauti platų spektrinį diapazoną; tuo didesnis skiriamosios gebos reikalavimas, tuo mažesnis šviesos srautas. Mažesnės skiriamosios gebos ir platesnio spektrinio diapazono reikalavimams dažniausiai pasirenkamas 300 linijų/mm gardelis. Jei reikalinga santykinai didelė spektrinė skiriamoji geba, ją galima pasiekti pasirinkus 3600 linijų/mm gardelę arba pasirinkus detektorių su didesne pikselių skiriamąja geba.
plyšys
Siauresnis plyšys gali pagerinti skiriamąją gebą, tačiau šviesos srautas yra mažesnis; kita vertus, platesni plyšiai gali padidinti jautrumą, tačiau skiriamosios gebos sąskaita. Skirtingiems taikymo reikalavimams tinkamas plyšio plotis parenkamas siekiant optimizuoti bendrą bandymo rezultatą.
zondas
Detektorius tam tikrais būdais lemia šviesolaidinio spektrometro skiriamąją gebą ir jautrumą. Detektoriaus šviesai jautri sritis iš principo yra ribota – ji padalinta į daug mažų pikselių, kad būtų pasiekta didelė skiriamoji geba, arba į mažiau, bet didesnių pikselių, kad būtų pasiektas didelis jautrumas. Paprastai CCD detektoriaus jautrumas yra didesnis, todėl galima gauti geresnę skiriamąją gebą nemažinant jautrumo. Dėl didelio InGaAs detektoriaus jautrumo ir šiluminio triukšmo artimojoje infraraudonojoje spektro dalyje sistemos signalo ir triukšmo santykį galima efektyviai pagerinti šaldymo būdu.
Optinis filtras
Dėl paties spektro daugiapakopio difrakcijos efekto, naudojant filtrą galima sumažinti daugiapakopės difrakcijos trukdžius. Skirtingai nuo įprastų spektrometrų, šviesolaidinių spektrometrų detektorius yra padengtas danga, ir ši funkcijos dalis turi būti įdiegta gamykloje. Tuo pačiu metu danga taip pat atlieka antirefleksinę funkciją ir pagerina sistemos signalo ir triukšmo santykį.
Spektrometro veikimą daugiausia lemia spektrinis diapazonas, optinė skiriamoji geba ir jautrumas. Vieno iš šių parametrų pakeitimas paprastai paveiks ir kitų parametrų veikimą.
Pagrindinis spektrometro iššūkis yra ne maksimaliai padidinti visus parametrus gamybos metu, o užtikrinti, kad spektrometro techniniai rodikliai atitiktų skirtingų pritaikymų šioje trimatėje erdvėje reikalavimus. Ši strategija leidžia spektrometrui patenkinti klientų poreikius, siekiant maksimalios grąžos su minimaliomis investicijomis. Kubo dydis priklauso nuo techninių rodiklių, kuriuos spektrometras turi pasiekti, o jo dydis yra susijęs su spektrometro sudėtingumu ir spektrometro gaminio kaina. Spektrometro gaminiai turėtų visiškai atitikti klientų reikalaujamus techninius parametrus.
Spektrinis diapazonas
SpektrometraiMažesnis spektrinis diapazonas paprastai suteikia išsamią spektrinę informaciją, o dideli spektriniai diapazonai turi platesnį regėjimo diapazoną. Todėl spektrometro spektrinis diapazonas yra vienas iš svarbių parametrų, kurį reikia aiškiai nurodyti.
Spektrinį diapazoną daugiausia įtakojantys veiksniai yra grotelės ir detektorius, o atitinkamos grotelės ir detektorius parenkami pagal skirtingus reikalavimus.
jautrumas
Kalbant apie jautrumą, svarbu atskirti jautrumą fotometrijoje (mažiausias signalo stiprumas, kurį galispektrometrasgali aptikti) ir jautrumas stechiometrijoje (mažiausias absorbcijos skirtumas, kurį gali išmatuoti spektrometras).
a. Fotometrinis jautrumas
Taikomoms sritims, kurioms reikalingi didelio jautrumo spektrometrai, pavyzdžiui, fluorescencijos ir Ramano spektrometrai, rekomenduojame SEK termiškai aušinamus optinio pluošto spektrometrus su termiškai aušinamais 1024 pikselių dvimačio masyvo CCD detektoriais, taip pat detektorių kondensaciniais lęšiais, auksiniais veidrodžiais ir plačiais plyšiais (100 μm ar platesniais). Šis modelis gali naudoti ilgą integravimo laiką (nuo 7 milisekundžių iki 15 minučių), kad pagerintų signalo stiprumą, sumažintų triukšmą ir pagerintų dinaminį diapazoną.
b. Stechiometrinis jautrumas
Norint aptikti dvi labai artimos amplitudės absorbcijos greičio vertes, reikalingas ne tik detektoriaus jautrumas, bet ir signalo ir triukšmo santykis. Detektorius, turintis didžiausią signalo ir triukšmo santykį, yra SEK spektrometro termoelektrinis šaldomas 1024 pikselių dvimatis CCD masyvo detektorius, kurio signalo ir triukšmo santykis yra 1000:1. Kelių spektrinių vaizdų vidurkis taip pat gali pagerinti signalo ir triukšmo santykį, o vidurkio skaičiaus padidinimas padidins signalo ir triukšmo santykį kvadratinės šaknies greičiu, pavyzdžiui, 100 kartų padidinus vidurkį, signalo ir triukšmo santykis gali padidėti 10 kartų ir pasiekti 10 000:1.
Rezoliucija
Optinė skiriamoji geba yra svarbus parametras, matuojantis optinio skaidymo gebėjimą. Jei reikia labai didelės optinės skiriamosios gebos, rekomenduojame rinktis 1200 linijų/mm ar didesnę gardelę, siaurą plyšį ir 2048 arba 3648 pikselių CCD detektorių.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 27 d.