Spectrometrele cu fibre optice folosesc de obicei fibra optică ca cuplaj de semnal, care va fi cuplat fotometric la spectrometru pentru analiza spectrală.Datorită confortului fibrei optice, utilizatorii pot fi foarte flexibili pentru a construi un sistem de achiziție a spectrului.
Avantajul spectrometrelor cu fibră optică este modularitatea și flexibilitatea sistemului de măsurare.Microspectrometru cu fibră opticăde la MUT din Germania este atât de rapid încât poate fi folosit pentru analize online.Și datorită utilizării detectorilor universali cu costuri reduse, costul spectrometrului este redus și, astfel, costul întregului sistem de măsurare este redus.
Configurația de bază a spectrometrului cu fibră optică constă dintr-un rețea, o fantă și un detector.Parametrii acestor componente trebuie specificați la achiziționarea unui spectrometru.Performanța spectrometrului depinde de combinația și calibrarea precisă a acestor componente, după calibrarea spectrometrului cu fibră optică, în principiu, aceste accesorii nu pot avea nicio modificare.
Introducerea funcției
grătar
Alegerea rețelei depinde de intervalul spectral și de cerințele de rezoluție.Pentru spectrometrele cu fibră optică, intervalul spectral este de obicei între 200 nm și 2500 nm.Datorită cerinței de rezoluție relativ mare, este dificil să se obțină o gamă spectrală largă;În același timp, cu cât cerința de rezoluție este mai mare, cu atât fluxul luminos este mai mic.Pentru cerințele de rezoluție mai mică și gamă spectrală mai largă, rețeaua de 300 linii/mm este alegerea obișnuită.Dacă este necesară o rezoluție spectrală relativ mare, aceasta poate fi obținută prin alegerea unui rețele cu 3600 de linii/mm, sau alegând un detector cu rezoluție mai mare de pixeli.
fantă
Fanta mai îngustă poate îmbunătăți rezoluția, dar fluxul de lumină este mai mic;Pe de altă parte, fante mai largi pot crește sensibilitatea, dar în detrimentul rezoluției.În diferite cerințe de aplicare, lățimea fantei adecvată este selectată pentru a optimiza rezultatul general al testului.
sondă
Detectorul determină în anumite moduri rezoluția și sensibilitatea spectrometrului cu fibră optică, regiunea sensibilă la lumină de pe detector este în principiu limitată, este împărțită în mulți pixeli mici pentru rezoluție înaltă sau împărțită în pixeli mai puțini, dar mai mari pentru sensibilitate ridicată.În general, sensibilitatea detectorului CCD este mai bună, astfel încât puteți obține o rezoluție mai bună fără sensibilitate într-o oarecare măsură.Datorită sensibilității ridicate și a zgomotului termic al detectorului InGaAs în infraroșu apropiat, raportul semnal-zgomot al sistemului poate fi îmbunătățit eficient prin refrigerare.
Filtru optic
Datorită efectului de difracție în mai multe etape al spectrului în sine, interferența difracției în mai multe etape poate fi redusă prin utilizarea filtrului.Spre deosebire de spectrometrele convenționale, spectrometrele cu fibră optică sunt acoperite pe detector, iar această parte a funcției trebuie instalată în fabrică.În același timp, stratul de acoperire are și funcție de antireflexie și îmbunătățește raportul semnal-zgomot al sistemului.
Performanța spectrometrului este determinată în principal de domeniul spectral, rezoluția optică și sensibilitatea.O modificare a unuia dintre acești parametri va afecta de obicei performanța celorlalți parametri.
Principala provocare a spectrometrului nu este de a maximiza toți parametrii în momentul fabricării, ci de a face ca indicatorii tehnici ai spectrometrului să îndeplinească cerințele de performanță pentru diferite aplicații în această selecție spațială tridimensională.Această strategie permite spectrometrului să satisfacă clienții pentru un randament maxim cu investiții minime.Dimensiunea cubului depinde de indicatorii tehnici pe care spectrometrul trebuie să-i realizeze, iar dimensiunea acestuia este legată de complexitatea spectrometrului și de prețul produsului spectrometru.Produsele spectrometrice trebuie să îndeplinească pe deplin parametrii tehnici solicitați de clienți.
Gama spectrală
Spectrometrecu un interval spectral mai mic oferă de obicei informații spectrale detaliate, în timp ce intervalele spectrale mari au o gamă vizuală mai largă.Prin urmare, domeniul spectral al spectrometrului este unul dintre parametrii importanți care trebuie specificați clar.
Factorii care afectează gama spectrală sunt în principal rețeaua și detectorul, iar rețeaua și detectorul corespunzătoare sunt selectate în funcție de diferite cerințe.
sensibilitate
Vorbind despre sensibilitate, este important să se facă distincția între sensibilitatea în fotometrie (cea mai mică putere a semnalului pe care unspectrometrupoate detecta) și sensibilitatea în stoichiometrie (cea mai mică diferență de absorbție pe care o poate măsura un spectrometru).
A.Sensibilitatea fotometrică
Pentru aplicațiile care necesită spectrometre de înaltă sensibilitate, cum ar fi fluorescența și Raman, vă recomandăm spectrometrele cu fibră optică termorăcită SEK cu detectoare CCD bidimensionale de 1024 de pixeli termorăcite, precum și lentile de condensare pentru detectoare, oglinzi aurii și fante largi ( 100μm sau mai lat).Acest model poate folosi timpi lungi de integrare (de la 7 milisecunde la 15 minute) pentru a îmbunătăți puterea semnalului și poate reduce zgomotul și îmbunătăți intervalul dinamic.
b.Sensibilitatea stoichiometrică
Pentru a detecta două valori ale ratei de absorbție cu amplitudine foarte apropiată, este necesară nu numai sensibilitatea detectorului, ci și raportul semnal-zgomot.Detectorul cu cel mai mare raport semnal-zgomot este detectorul CCD bidimensional refrigerat termoelectric de 1024 de pixeli din spectrometrul SEK cu un raport semnal-zgomot de 1000:1.Media mai multor imagini spectrale poate îmbunătăți, de asemenea, raportul semnal-zgomot, iar creșterea numărului mediu va face ca raportul semnal-zgomot să crească la viteza rădăcinii pătrate, de exemplu, media de 100 de ori poate crește raportul semnal-zgomot de 10 ori, ajungând la 10.000:1.
Rezoluţie
Rezoluția optică este un parametru important pentru măsurarea capacității de divizare optică.Dacă aveți nevoie de o rezoluție optică foarte mare, vă recomandăm să alegeți un grătar cu 1200 linii/mm sau mai mult, împreună cu o fantă îngustă și un detector CCD de 2048 sau 3648 pixeli.
Ora postării: 27-iul-2023