У валаконна-аптычных спектрометрах звычайна выкарыстоўваецца аптычнае валакно ў якасці сігнальнага злучніка, якое будзе фотаметрычна злучана са спектрометрам для спектральнага аналізу. Дзякуючы зручнасці аптычнага валакна, карыстальнікі могуць быць вельмі гнуткімі ў стварэнні сістэмы збору спектру.
Перавагай валаконна-аптычных спектрометраў з'яўляецца модульнасць і гнуткасць вымяральнай сістэмы. Мікравалаконна-аптычны спектрометрад MUT у Германіі настолькі хуткі, што яго можна выкарыстоўваць для анлайн-аналізу. А дзякуючы выкарыстанню недарагіх універсальных дэтэктараў, кошт спектрометра зніжаецца, і, такім чынам, зніжаецца кошт усёй вымяральнай сістэмы.
Базавая канфігурацыя валаконна-аптычнага спектрометра складаецца з рашоткі, шчыліны і дэтэктара. Параметры гэтых кампанентаў неабходна ўдакладніць пры куплі спектрометра. Прадукцыйнасць спектрометра залежыць ад дакладнай камбінацыі і каліброўкі гэтых кампанентаў, пасля каліброўкі валаконна-аптычнага спектрометра, у прынцыпе, гэтыя аксэсуары не могуць змяняцца.
Уводзіны ў функцыі
рашотка
Выбар рашоткі залежыць ад спектральнага дыяпазону і патрабаванняў да раздзяляльнай здольнасці. Для валаконна-аптычных спектрометраў спектральны дыяпазон звычайна складае ад 200 нм да 2500 нм. З-за патрабаванняў адносна высокай раздзяляльнай здольнасці цяжка атрымаць шырокі спектральны дыяпазон; у той жа час, чым вышэй патрабаванні да раздзяляльнай здольнасці, тым меншы светлавы паток. Для патрабаванняў ніжэйшай раздзяляльнай здольнасці і больш шырокага спектральнага дыяпазону звычайна выбіраюць рашотку 300 ліній/мм. Калі патрабуецца адносна высокая спектральная раздзяляльная здольнасць, яе можна дасягнуць, выбраўшы рашотку з 3600 ліній/мм або выбраўшы дэтэктар з большай раздзяляльнай здольнасцю пікселяў.
шчыліна
Вузкая шчыліна можа палепшыць раздзяляльную здольнасць, але светлавы паток будзе меншым; з іншага боку, шырэйшыя шчыліны могуць павялічыць адчувальнасць, але за кошт раздзяляльнай здольнасці. У розных умовах прымянення адпаведная шырыня шчыліны выбіраецца для аптымізацыі агульнага выніку выпрабавання.
зонд
Дэтэктар у пэўным сэнсе вызначае раздзяляльную здольнасць і адчувальнасць валаконна-аптычнага спектрометра. Святлоадчувальная вобласць дэтэктара ў прынцыпе абмежаваная: яна падзелена на мноства дробных пікселяў для высокага раздзялення або на меншую колькасць, але большых пікселяў для высокай адчувальнасці. Як правіла, адчувальнасць CCD-дэтэктара лепшая, таму можна атрымаць лепшую раздзяляльную здольнасць без пэўнай ступені адчувальнасці. З-за высокай адчувальнасці і цеплавога шуму InGaAs-дэтэктара ў блізкім інфрачырвоным дыяпазоне, суадносіны сігнал/шум сістэмы можна эфектыўна палепшыць з дапамогай астуджэння.
Аптычны фільтр
З-за шматступенчатага дыфракцыйнага эфекту самога спектру, перашкоды шматступенчатай дыфракцыі можна паменшыць з дапамогай фільтра. У адрозненне ад звычайных спектрометраў, валаконна-аптычныя спектрометры маюць пакрыццё на дэтэктары, і гэтая частка функцыі павінна быць усталявана на заводзе. Адначасова пакрыццё таксама выконвае функцыю антыблікавання і паляпшае суадносіны сігнал/шум сістэмы.
Прадукцыйнасць спектрометра ў асноўным вызначаецца спектральным дыяпазонам, аптычным разрозненнем і адчувальнасцю. Змена аднаго з гэтых параметраў звычайна ўплывае на прадукцыйнасць іншых параметраў.
Асноўная задача спектрометра заключаецца не ў максімізацыі ўсіх параметраў на момант вытворчасці, а ў тым, каб тэхнічныя паказчыкі спектрометра адпавядалі патрабаванням да прадукцыйнасці для розных ужыванняў у гэтай трохмернай прасторы. Гэтая стратэгія дазваляе спектрометру задавальняць патрэбы кліентаў, забяспечваючы максімальную аддачу пры мінімальных інвестыцыях. Памер куба залежыць ад тэхнічных паказчыкаў, якіх павінен дасягнуць спектрометр, і яго памер звязаны са складанасцю спектрометра і коштам спектрометра. Спектрометры павінны цалкам адпавядаць тэхнічным параметрам, патрабаваным кліентамі.
Спектральны дыяпазон
Спектрометрыз меншым спектральным дыяпазонам звычайна даюць падрабязную спектральную інфармацыю, тады як вялікія спектральныя дыяпазоны маюць больш шырокі візуальны дыяпазон. Такім чынам, спектральны дыяпазон спектрометра з'яўляецца адным з важных параметраў, які павінен быць выразна вызначаны.
Фактары, якія ўплываюць на спектральны дыяпазон, - гэта ў асноўным рашотка і дэтэктар, і адпаведная рашотка і дэтэктар выбіраюцца ў адпаведнасці з рознымі патрабаваннямі.
адчувальнасць
Калі казаць пра адчувальнасць, важна адрозніваць адчувальнасць у фотаметрыі (найменшую сілу сігналу, якуюспектрометрможа выявіць) і адчувальнасць у стехіаметрыі (найменшая розніца ў паглынанні, якую можа вымераць спектрометр).
а. Фотаметрычная адчувальнасць
Для прымянення, якія патрабуюць высокаадчувальных спектрометраў, такіх як флуарэсцэнтныя і раманаўскія спектрометры, мы рэкамендуем тэрмаахаладжальныя аптычныя валаконныя спектрометры SEK з тэрмаахаладжальнымі 1024-піксельнымі двухмернымі матрыцамі CCD, а таксама кандэнсацыйнымі лінзамі дэтэктараў, залатымі люстэркамі і шырокімі шчылінамі (100 мкм або шырэй). Гэтая мадэль можа выкарыстоўваць працяглы час інтэграцыі (ад 7 мілісекунд да 15 хвілін) для паляпшэння сілы сігналу, а таксама можа паменшыць шум і палепшыць дынамічны дыяпазон.
б. Стэхіаметрычная адчувальнасць
Каб выявіць два значэнні хуткасці паглынання з вельмі блізкай амплітудай, патрабуецца не толькі адчувальнасць дэтэктара, але і суадносіны сігнал/шум. Дэтэктар з найвышэйшым суадносінамі сігнал/шум - гэта тэрмаэлектрычны астуджаны 1024-піксельны двухмерны матрычны ПЗС-дэтэктар у спектрометры SEK з суадносінамі сігнал/шум 1000:1. Сярэдняе значэнне некалькіх спектральных малюнкаў таксама можа палепшыць суадносіны сігнал/шум, і павелічэнне сярэдняй колькасці прывядзе да павелічэння суадносін сігнал/шум з хуткасцю квадратнага кораня, напрыклад, сярэдняе значэнне ў 100 разоў можа павялічыць суадносіны сігнал/шум у 10 разоў, дасягнуўшы 10 000:1.
Разрозненне
Аптычнае разрозненне — важны параметр для вымярэння аптычнай расшчапляльнай здольнасці. Калі вам патрэбна вельмі высокае аптычнае разрозненне, мы рэкамендуем выбраць рашотку з 1200 лініямі/мм або больш, а таксама вузкую шчыліну і CCD-дэтэктар з 2048 або 3648 пікселямі.
Час публікацыі: 27 ліпеня 2023 г.