Optické vláknové spektrometry obvykle používají optické vlákno jako signální vazeb, který bude fotometrický spojený se spektrometrem pro spektrální analýzu. Vzhledem k pohodlí optického vlákna mohou být uživatelé velmi flexibilní při vytváření systému získávání spektra.
Výhodou spektrometrů optických vláken je modularita a flexibilita systému měření. Mikrospektrometr optických vlákenZ MUT v Německu je tak rychlé, že jej lze použít pro online analýzu. A vzhledem k použití levných univerzálních detektorů jsou náklady na spektrometr sníženy, a proto jsou sníženy náklady na celý systém měření
Základní konfigurace optického spektrometru vlákna se skládá z mřížky, štěrbiny a detektoru. Při nákupu spektrometru musí být uvedeny parametry těchto komponent. Výkon spektrometru závisí na přesné kombinaci a kalibraci těchto složek po kalibraci spektrometru optických vláken, v zásadě tyto příslušenství nemůže mít žádné změny.
Úvod funkce
mřížka
Volba mřížky závisí na požadavcích na spektrální rozsah a rozlišení. U vláknových optických spektrometrů je spektrální rozsah obvykle mezi 200 nm a 2500 nm. Vzhledem k požadavku relativně vysokého rozlišení je obtížné získat široký spektrální rozsah; Současně čím vyšší je požadavek na rozlišení, tím méně světelný tok. Pro požadavky nižšího rozlišení a širšího spektrálního rozsahu je obvyklá volba 300 linie /mm mřížka. Pokud je vyžadováno relativně vysoké spektrální rozlišení, lze jej dosáhnout výběrem mřížky s 3600 řádky /mm nebo výběrem detektoru s větším rozlišením pixelů.
štěrbina
U užší štěrbiny může rozlišení zlepšit rozlišení, ale tok světla je menší; Na druhé straně mohou širší štěrbiny zvýšit citlivost, ale na úkor řešení. V různých požadavcích na aplikaci je vybrána vhodná šířka štěrbiny pro optimalizaci celkového výsledku testu.
sonda
Detektor v některých ohledech určuje rozlišení a citlivost vlákna optického spektrometru, oblast citlivá na světlo na detektoru je v zásadě omezeno, je rozdělena na mnoho malých pixelů pro vysoké rozlišení nebo rozděleno na menší, ale větší pixely pro vysokou citlivost. Obecně je citlivost detektoru CCD lepší, takže můžete získat lepší rozlišení bez citlivosti do určité míry. Vzhledem k vysoké citlivosti a tepelnému šumu detektoru INGAAS v téměř infračerveném záření lze poměr signál-šum systému účinně zlepšit pomocí chlazení.
Optický filtr
Kvůli vícestupňové difrakční účinku samotného spektra může být rušení vícestupňové difrakce sníženo pomocí filtru. Na rozdíl od konvenčních spektrometrů jsou na detektoru potaženy spektrometry optických vláken a tato část funkce je třeba nainstalovat v továrně. Současně má povlak také funkci antireflexe a zlepšuje poměr signál-šum systému.
Výkon spektrometru je určen hlavně spektrálním rozsahem, optickým rozlišením a citlivostí. Změna na jeden z těchto parametrů obvykle ovlivní výkon ostatních parametrů.
Hlavní výzvou spektrometru není maximalizovat všechny parametry v době výroby, ale aby technické ukazatele spektrometru splňovaly požadavky na výkon pro různé aplikace v tomto výběru trojrozměrného prostoru. Tato strategie umožňuje spektrometru uspokojit zákazníky pro maximální návratnost s minimální investicí. Velikost krychle závisí na technických ukazatelích, které musí spektrometr dosáhnout, a jeho velikost souvisí se složitostí spektrometru a cenou produktu spektrometru. Produkty spektrometru by měly plně splňovat technické parametry vyžadované zákazníky.
Spektrální rozsah
SpektrometryS menším spektrálním rozsahem obvykle poskytuje podrobné spektrální informace, zatímco velké spektrální rozsahy mají širší vizuální rozsah. Proto je spektrální rozsah spektrometru jedním z důležitých parametrů, které musí být jasně specifikovány.
Faktory, které ovlivňují spektrální rozsah, jsou hlavně mřížka a detektor a odpovídající mřížka a detektor jsou vybrány podle různých požadavků.
citlivost
Když už mluvíme o citlivosti, je důležité rozlišovat mezi citlivostí ve fotometrii (nejmenší síla signálu, která aspektrometrmůže detekovat) a citlivost v stechiometrii (nejmenší rozdíl v absorpci, který může měřit spektrometr).
A. Fotometrická citlivost
U aplikací, které vyžadují spektrometry s vysokou citlivostí, jako je fluorescence a Raman, doporučujeme SEK termomisené optické vláknové spektrometry s termominovanými dvourozměrnými detektory CCD 1024 pixelů (100 μm nebo rozvinuté). Tento model může použít dlouhé integrační doby (od 7 milisekund do 15 minut) ke zlepšení síly signálu a může snížit hluk a zlepšit dynamický rozsah.
b. Stochiometrická citlivost
Aby bylo možné detekovat dvě hodnoty rychlosti absorpce s velmi těsnou amplitudou, je nutná nejen citlivost detektoru, ale je vyžadována také poměr signálu k šumu. Detektorem s nejvyšším poměrem signál-šum je termoelektrická chlazená 1024-pixelová dvourozměrná CCD detektor v SEK spektrometru s poměrem signál-šum 1000: 1. Průměr více spektrálních obrázků může také zlepšit poměr signál-šum a zvýšení průměrného počtu způsobí, že se poměr signál-šum zvýší rychlostí druhé odmocniny, například průměr 100krát může zvýšit poměr signálu k šumu 10krát a dosáhnout 10 000: 1.
Rezoluce
Optické rozlišení je důležitým parametrem pro měření schopnosti optického rozdělení. Pokud potřebujete velmi vysoké optické rozlišení, doporučujeme vám vybrat mříž s 1200 linkami/mm nebo více, spolu s úzkou štěrbinou a detektorem CCD 2048 nebo 3648 pixelů.
Čas příspěvku: 27-2023