La funció de l’espectròmetre de fibra òptica

Els espectròmetres de fibra òptica solen utilitzar la fibra òptica com a acoblador de senyal, que serà fotomètric acoblat a l’espectròmetre per a l’anàlisi espectral. A causa de la comoditat de la fibra òptica, els usuaris poden ser molt flexibles per construir un sistema d’adquisició d’espectres.

L’avantatge dels espectròmetres de fibra òptica és la modularitat i la flexibilitat del sistema de mesurament. El microEspectròmetre de fibra òpticaDe Mut a Alemanya és tan ràpid que es pot utilitzar per a l’anàlisi en línia. I a causa de l’ús de detectors universals de baix cost, es redueix el cost de l’espectròmetre i, per tant, es redueix el cost de tot el sistema de mesurament

La configuració bàsica de l’espectròmetre de fibra òptica consisteix en una reixa, una escletxa i un detector. Els paràmetres d’aquests components s’han d’especificar a l’hora de comprar un espectròmetre. El rendiment de l’espectròmetre depèn de la combinació i calibració precises d’aquests components, després de la calibració de l’espectròmetre de fibra òptica, en principi, aquests accessoris no poden tenir cap canvi.

Funció Introducció

ratllada

L’elecció de la reixa depèn del rang espectral i dels requisits de resolució. Per als espectròmetres de fibra òptica, el rang espectral sol estar entre 200nm i 2500nm. A causa del requisit de resolució relativament alta, és difícil obtenir un ampli rang espectral; Al mateix temps, com més gran sigui el requisit de resolució, el flux menys lluminós. Per als requisits de la resolució inferior i el rang espectral més ampli, la tria de 300 línies /mm és l’elecció habitual. Si es requereix una resolució espectral relativament alta, es pot aconseguir escollint una reixa amb 3600 línies /mm, o escollint un detector amb més resolució de píxels.

tall

L’escletxa més estreta pot millorar la resolució, però el flux de llum és menor; D'altra banda, les escletxes més àmplies poden augmentar la sensibilitat, però a costa de la resolució. En diferents requisits d'aplicació, l'amplada de l'escletxa adequada està seleccionada per optimitzar el resultat global de la prova.

sondar

El detector d’alguna manera determina la resolució i la sensibilitat de l’espectròmetre de fibra òptica, la regió sensible a la llum del detector és, en principi, limitada, es divideix en molts píxels petits per a alta resolució o dividida en menys píxels més grans per a alta sensibilitat. Generalment, la sensibilitat del detector CCD és millor, de manera que podeu obtenir una millor resolució sense sensibilitat fins a cert punt. A causa de l'elevada sensibilitat i el soroll tèrmic del detector d'INGAAs en infrarojos propers, la relació senyal-soroll del sistema es pot millorar eficaçment mitjançant refrigeració.

Filtre òptic

A causa de l'efecte de difracció en diverses etapes de l'espectre en si, la interferència de la difracció de diverses etapes es pot reduir mitjançant el filtre. A diferència dels espectròmetres convencionals, els espectròmetres de fibra òptica estan recoberts al detector i aquesta part de la funció cal instal·lar al seu lloc a la fàbrica. Al mateix temps, el recobriment també té la funció de la anti-reflexió i millora la relació senyal-soroll del sistema.

El rendiment de l’espectròmetre es determina principalment per l’interval espectral, la resolució òptica i la sensibilitat. Un canvi a un d’aquests paràmetres normalment afectarà el rendiment dels altres paràmetres.

El principal repte de l’espectròmetre no és maximitzar tots els paràmetres en el moment de la fabricació, sinó fer que els indicadors tècnics de l’espectròmetre compleixin els requisits de rendiment de diferents aplicacions en aquesta selecció d’espai tridimensional. Aquesta estratègia permet a l’espectròmetre satisfer els clients per obtenir un rendiment màxim amb una inversió mínima. La mida del cub depèn dels indicadors tècnics que l’espectròmetre ha d’aconseguir i la seva mida està relacionada amb la complexitat de l’espectròmetre i el preu del producte de l’espectròmetre. Els productes de l’espectròmetre han de complir completament els paràmetres tècnics requerits pels clients.

Gamma espectral

EspectròmetresAmb una gamma espectral més petita generalment proporciona informació espectral detallada, mentre que els intervals espectrals grans tenen un rang visual més ampli. Per tant, el rang espectral de l’espectròmetre és un dels paràmetres importants que s’han d’especificar clarament.

Els factors que afecten el rang espectral són principalment reixes i detector, i el reixat i el detector corresponents són seleccionats segons diferents requisits.

sensibilitat

Parlant de sensibilitat, és important distingir entre la sensibilitat en la fotometria (la força del senyal més petita queespectròmetrepot detectar) i la sensibilitat en estequiometria (la diferència més petita d’absorció que pot mesurar un espectròmetre).

a. Sensibilitat fotomètrica

Per a aplicacions que requereixin espectròmetres d’alta sensibilitat, com la fluorescència i el Raman, recomanem espectròmetres de fibra òptica de SEK termo-refrigerades amb detectors de condensació bidimensional de 1024 píxels de 1024 píxels, així com lents de condensació de detecció, miralls d’or i llesques àmplies (100 μm o ramadera). Aquest model pot utilitzar llargs temps d’integració (de 7 mil·lisegons a 15 minuts) per millorar la intensitat del senyal i pot reduir el soroll i millorar el rang dinàmic.

b. Sensibilitat estequiomètrica

Per tal de detectar dos valors d’absorció amb una amplitud molt propera, no només cal la sensibilitat del detector, sinó que també cal la relació senyal-soroll. El detector amb la relació senyal-soroll més alta és el detector de matriu bidimensional refrigerat termoelèctric de 1024 píxels a l'espectròmetre SEK amb una proporció senyal-soroll de 1000: 1. La mitjana de múltiples imatges espectrals també pot millorar la relació senyal-soroll i l’augment del nombre mitjà farà que la relació senyal-soroll augmenti a la velocitat d’arrel quadrada, per exemple, la mitjana de 100 vegades pot augmentar la relació senyal-soroll deu vegades, arribant a 10.000: 1.

Resolució

La resolució òptica és un paràmetre important per mesurar la capacitat de divisió òptica. Si necessiteu una resolució òptica molt elevada, us recomanem que trieu una reixa amb 1200 línies/mm o més, juntament amb una escletxa estreta i un detector CCD de 2048 o 3648 píxels.