Спектрометрите с оптични влакна обикновено използват оптични влакна като съединител на сигнала, който ще бъде фотометрично свързан към спектрометъра за спектрален анализ.Благодарение на удобството на оптичните влакна, потребителите могат да бъдат много гъвкави при изграждането на система за събиране на спектър.
Предимството на оптичните спектрометри е модулността и гъвкавостта на измервателната система.Микроспектрометър с оптични влакнаот MUT в Германия е толкова бърз, че може да се използва за онлайн анализ.И поради използването на евтини универсални детектори, цената на спектрометъра е намалена и по този начин цената на цялата измервателна система е намалена
Основната конфигурация на оптичния спектрометър се състои от решетка, процеп и детектор.Параметрите на тези компоненти трябва да бъдат посочени при закупуване на спектрометър.Ефективността на спектрометъра зависи от точната комбинация и калибриране на тези компоненти, след калибриране на спектрометъра с оптични влакна по принцип тези аксесоари не могат да имат никакви промени.
Въвеждане на функцията
решетка
Изборът на решетка зависи от спектралния диапазон и изискванията за разделителна способност.За спектрометрите с оптични влакна спектралният обхват обикновено е между 200 nm и 2500 nm.Поради изискването за относително висока разделителна способност е трудно да се получи широк спектрален диапазон;В същото време, колкото по-високо е изискването за разделителна способност, толкова по-малък е светлинният поток.За изискванията за по-ниска разделителна способност и по-широк спектрален диапазон обичайният избор е решетка от 300 линии/mm.Ако се изисква относително висока спектрална разделителна способност, тя може да бъде постигната чрез избор на решетка с 3600 линии/mm или избор на детектор с по-голяма резолюция на пикселите.
цепка
По-тесният процеп може да подобри разделителната способност, но светлинният поток е по-малък;От друга страна, по-широките процепи могат да увеличат чувствителността, но за сметка на резолюцията.При различни изисквания на приложението се избира подходящата ширина на прореза, за да се оптимизира общият резултат от теста.
сонда
Детекторът по някакъв начин определя разделителната способност и чувствителността на оптичния спектрометър, светлочувствителната област на детектора по принцип е ограничена, разделена е на много малки пиксели за висока разделителна способност или разделена на по-малко, но по-големи пиксели за висока чувствителност.Като цяло чувствителността на CCD детектора е по-добра, така че можете да получите по-добра разделителна способност без чувствителност до известна степен.Поради високата чувствителност и термичния шум на детектора InGaAs в близката инфрачервена област, съотношението сигнал/шум на системата може да бъде ефективно подобрено с помощта на охлаждане.
Оптичен филтър
Поради многостепенния дифракционен ефект на самия спектър, интерференцията на многостепенната дифракция може да бъде намалена чрез използване на филтъра.За разлика от конвенционалните спектрометри, оптичните спектрометри имат покритие върху детектора и тази част от функцията трябва да бъде инсталирана на място във фабриката.В същото време покритието има и функцията антирефлекс и подобрява съотношението сигнал/шум на системата.
Работата на спектрометъра се определя главно от спектралния диапазон, оптичната разделителна способност и чувствителността.Промяната на един от тези параметри обикновено ще повлияе на работата на другите параметри.
Основното предизвикателство на спектрометъра не е да максимизира всички параметри по време на производството, а да накара техническите показатели на спектрометъра да отговарят на изискванията за производителност за различни приложения в този избор на триизмерно пространство.Тази стратегия позволява на спектрометъра да задоволи клиентите за максимална възвращаемост с минимална инвестиция.Размерът на куба зависи от техническите показатели, които трябва да постигне спектрометърът, а размерът му е свързан със сложността на спектрометъра и цената на спектрометърния продукт.Спектрометърните продукти трябва напълно да отговарят на техническите параметри, изисквани от клиентите.
Спектрален диапазон
Спектрометрис по-малък спектрален диапазон обикновено дават подробна спектрална информация, докато големите спектрални диапазони имат по-широк визуален диапазон.Следователно спектралният диапазон на спектрометъра е един от важните параметри, които трябва да бъдат ясно определени.
Факторите, които влияят на спектралния диапазон, са главно решетка и детектор, а съответната решетка и детектор се избират според различни изисквания.
чувствителност
Говорейки за чувствителност, важно е да се прави разлика между чувствителността във фотометрията (най-малката сила на сигнала, коятоспектрометърможе да открие) и чувствителност в стехиометрията (най-малката разлика в абсорбцията, която спектрометърът може да измери).
а.Фотометрична чувствителност
За приложения, които изискват спектрометри с висока чувствителност, като флуоресценция и Raman, препоръчваме SEK спектрометри с термоохлаждане от оптични влакна с термоохлаждащи 1024 пикселни двуизмерни матрици CCD детектори, както и кондензиращи лещи на детектори, златни огледала и широки процепи ( 100 μm или по-широк).Този модел може да използва дълги времена за интегриране (от 7 милисекунди до 15 минути), за да подобри силата на сигнала и може да намали шума и да подобри динамичния обхват.
b.Стехиометрична чувствителност
За да се открият две стойности на скоростта на поглъщане с много близка амплитуда, е необходима не само чувствителността на детектора, но и съотношението сигнал/шум.Детекторът с най-високо съотношение сигнал/шум е термоелектрическият охладен 1024-пикселов двуизмерен CCD детектор в спектрометъра SEK със съотношение сигнал/шум 1000:1.Средната стойност на множество спектрални изображения може също да подобри съотношението сигнал/шум, а увеличаването на средното число ще доведе до увеличаване на съотношението сигнал/шум със скорост на корен квадратен, например средната стойност от 100 пъти може увеличаване на съотношението сигнал/шум 10 пъти, достигайки 10 000:1.
Резолюция
Оптичната разделителна способност е важен параметър за измерване на способността за оптично разделяне.Ако имате нужда от много висока оптична разделителна способност, препоръчваме ви да изберете решетка с 1200 линии/mm или повече, заедно с тесен процеп и 2048 или 3648 пикселов CCD детектор.
Време на публикуване: 27 юли 2023 г