Optikiudspektromeetrid kasutavad signaali sidurina tavaliselt optilist kiudu, mis ühendatakse spektraalanalüüsi jaoks spektromeetriga fotomeetriliselt. Optikiu mugavuse tõttu saavad kasutajad spektri omandamise süsteemi loomisel olla väga paindlikud.
Kiudoptiliste spektromeetrite eeliseks on mõõtesüsteemi modulaarsus ja paindlikkus. Mikrooptilise kiu spektromeeterSaksamaal asuvast MUT-ist on see nii kiire, et seda saab kasutada online-analüüsiks. Ja tänu odavatele universaalsetele detektoritele väheneb spektromeetri maksumus ja seega ka kogu mõõtesüsteemi maksumus.
Kiudoptilise spektromeetri põhikonfiguratsioon koosneb võrest, pilust ja detektorist. Nende komponentide parameetrid tuleb spektromeetri ostmisel täpsustada. Spektromeetri jõudlus sõltub nende komponentide täpsest kombinatsioonist ja kalibreerimisest ning pärast kiudoptilise spektromeetri kalibreerimist ei saa need lisaseadmed põhimõtteliselt muutuda.
Funktsiooni tutvustus
restid
Võre valik sõltub spektraalvahemikust ja lahutusvõime nõuetest. Kiudoptiliste spektromeetrite puhul on spektraalvahemik tavaliselt 200 nm ja 2500 nm vahel. Suhteliselt kõrge lahutusvõime nõude tõttu on laia spektraalvahemikku raske saavutada; samal ajal, mida suurem on lahutusvõime nõue, seda väiksem on valgusvoog. Madalama lahutusvõime ja laiema spektraalvahemiku nõuete korral on tavaliselt valitud 300 joont/mm võre. Kui on vaja suhteliselt kõrget spektraallahutusvõimet, saab selle saavutada, valides 3600 joont/mm võre või valides suurema piksliresolutsiooniga detektori.
pilu
Kitsam pilu võib küll parandada eraldusvõimet, kuid valgusvoog on väiksem; laiemad pilud seevastu võivad suurendada tundlikkust, kuid eraldusvõime arvelt. Erinevates rakendusnõuetes valitakse sobiv pilu laius, et optimeerida üldist testitulemust.
sond
Detektor määrab mingil moel kiudoptilise spektromeetri eraldusvõime ja tundlikkuse. Detektori valgustundlik piirkond on põhimõtteliselt piiratud ja see on suure eraldusvõime saavutamiseks jagatud paljudeks väikesteks piksliteks või suure tundlikkuse saavutamiseks väiksemateks, kuid suuremateks piksliteks. Üldiselt on CCD-detektori tundlikkus parem, seega saab parema eraldusvõime ilma teatud määral tundlikkust vähendamata. InGaAs-detektori kõrge tundlikkuse ja termilise müra tõttu lähiinfrapunas saab süsteemi signaali-müra suhet jahutamise abil tõhusalt parandada.
Optiline filter
Spektri enda mitmeastmelise difraktsiooniefekti tõttu saab filtri abil vähendada mitmeastmelise difraktsiooni interferentsi. Erinevalt tavapärastest spektromeetritest on fiiberoptilistel spektromeetritel detektor kaetud kattega ja see osa funktsioonist tuleb tehases paigaldada. Samal ajal on kate ka peegeldusvastase toimega ja parandab süsteemi signaali-müra suhet.
Spektromeetri jõudlust määravad peamiselt spektraalne ulatus, optiline lahutusvõime ja tundlikkus. Ühe parameetri muutmine mõjutab tavaliselt ka teiste parameetrite jõudlust.
Spektromeetri peamine väljakutse ei ole kõigi parameetrite maksimeerimine tootmise ajal, vaid spektromeetri tehniliste näitajate vastavusse viimine erinevate rakenduste jõudlusnõuetega selles kolmemõõtmelises ruumivalikus. See strateegia võimaldab spektromeetril rahuldada klientide vajadusi maksimaalse tulu saavutamiseks minimaalse investeeringuga. Kuubi suurus sõltub tehnilistest näitajatest, mida spektromeeter peab saavutama, ning selle suurus on seotud spektromeetri keerukuse ja spektromeetritoote hinnaga. Spektromeetritooted peaksid täielikult vastama klientide nõutavatele tehnilistele parameetritele.
Spektrivahemik
SpektromeetridVäiksema spektraalvahemikuga spektromeetrid annavad tavaliselt detailset spektraalinfot, samas kui suurtel spektraalvahemikel on laiem visuaalne ulatus. Seetõttu on spektromeetri spektraalvahemik üks olulisi parameetreid, mis tuleb selgelt määratleda.
Spektrivahemikku mõjutavad tegurid on peamiselt võre ja detektor ning vastav võre ja detektor valitakse vastavalt erinevatele nõuetele.
tundlikkus
Tundlikkusest rääkides on oluline eristada fotomeetrilist tundlikkust (väikseim signaali tugevus, midaspektromeetersuudab tuvastada) ja stöhhiomeetria tundlikkus (väikseim neeldumise erinevus, mida spektromeeter suudab mõõta).
a. Fotomeetriline tundlikkus
Rakenduste jaoks, mis nõuavad suure tundlikkusega spektromeetreid, näiteks fluorestsents- ja Ramani spektromeetriat, soovitame SEK-i termojahutusega optilise kiu spektromeetreid, millel on termojahutusega 1024 piksliga kahemõõtmelise massiiviga CCD-detektorid, samuti detektori kondenseerivad läätsed, kuldsed peeglid ja laiad pilud (100 μm või laiemad). See mudel suudab kasutada pikki integreerimisaegu (7 millisekundist kuni 15 minutini) signaali tugevuse parandamiseks ning vähendada müra ja parandada dünaamilist ulatust.
b. Stöhhiomeetriline tundlikkus
Kahe väga lähedase amplituudiga neeldumiskiiruse väärtuse tuvastamiseks on lisaks detektori tundlikkusele vaja teada ka signaali-müra suhet. Kõrgeima signaali-müra suhtega detektor on SEK-spektromeetri termoelektriline jahutatud 1024-piksline kahemõõtmeline massiiv-CCD-detektor, mille signaali-müra suhe on 1000:1. Mitme spektraalpildi keskmine võib samuti signaali-müra suhet parandada ning keskmise arvu suurenemine põhjustab signaali-müra suhte suurenemise ruutjuure kiirusel, näiteks 100-kordne keskmine võib suurendada signaali-müra suhet 10 korda, ulatudes 10 000:1-ni.
Resolutsioon
Optiline lahutusvõime on oluline parameeter optilise jaotusvõime mõõtmiseks. Kui vajate väga kõrget optilist lahutusvõimet, soovitame valida võre, mille tihedus on vähemalt 1200 rida/mm, kitsa pilu ja 2048 või 3648 pikslise CCD-detektoriga.
Postituse aeg: 27. juuli 2023