Оптички влакнасти спектрометри обично користе оптичко влакно као спрежник сигнала, које ће бити фотометријски повезано са спектрометром ради спектралне анализе. Због погодности оптичких влакана, корисници могу бити веома флексибилни у изградњи система за аквизицију спектра.
Предност оптичких спектрометара је модуларност и флексибилност мерног система. Микрооптички влакнасти спектрометарса MUT-а у Немачкој је толико брз да се може користити за онлајн анализу. А због употребе јефтиних универзалних детектора, трошкови спектрометра су смањени, а самим тим и трошкови целог система мерења.
Основна конфигурација оптичког спектрометра састоји се од решетке, прореза и детектора. Параметри ових компоненти морају бити наведени приликом куповине спектрометра. Перформансе спектрометра зависе од прецизне комбинације и калибрације ових компоненти, након калибрације оптичког спектрометра, у принципу, ови додаци не могу имати никакве промене.
Увод у функције
решетка
Избор решетке зависи од спектралног опсега и захтева за резолуцијом. За оптичке спектрометре, спектрални опсег је обично између 200 нм и 2500 нм. Због захтева за релативно високом резолуцијом, тешко је добити широк спектрални опсег; Истовремено, што је већи захтев за резолуцијом, то је мањи светлосни флукс. За захтеве ниже резолуције и ширег спектралног опсега, решетка од 300 линија/мм је уобичајени избор. Ако је потребна релативно висока спектрална резолуција, може се постићи избором решетке са 3600 линија/мм или избором детектора са већом резолуцијом пиксела.
прорез
Ужи прорез може побољшати резолуцију, али је светлосни флукс мањи; С друге стране, шири прорези могу повећати осетљивост, али на рачун резолуције. У различитим захтевима примене, одговарајућа ширина прореза се бира како би се оптимизовао укупни резултат теста.
сонда
Детектор на неки начин одређује резолуцију и осетљивост спектрометра са оптичким влакнима. Област осетљива на светлост на детектору је у принципу ограничена, подељена је на много малих пиксела за високу резолуцију или подељена на мање, али веће пикселе за високу осетљивост. Генерално, осетљивост CCD детектора је боља, тако да се може добити боља резолуција без извесне осетљивости. Због високе осетљивости и термичког шума InGaAs детектора у блиском инфрацрвеном окружењу, однос сигнал-шум система може се ефикасно побољшати хлађењем.
Оптички филтер
Због вишестепеног дифракционог ефекта самог спектра, интерференција вишестепене дифракције може се смањити употребом филтера. За разлику од конвенционалних спектрометара, оптички спектрометри су премазани на детектору, и овај део функције мора бити инсталиран у фабрици. Истовремено, премаз такође има функцију антирефлексије и побољшава однос сигнал-шум система.
Перформансе спектрометра углавном одређују спектрални опсег, оптичка резолуција и осетљивост. Промена једног од ових параметара обично ће утицати на перформансе осталих параметара.
Главни изазов спектрометра није максимизирање свих параметара у тренутку производње, већ да технички индикатори спектрометра испуне захтеве перформанси за различите примене у овом тродимензионалном простору. Ова стратегија омогућава спектрометру да задовољи купце за максималан повраћај уз минимална улагања. Величина коцке зависи од техничких индикатора које спектрометар треба да постигне, а њена величина је повезана са сложеношћу спектрометра и ценом спектрометријског производа. Спектрометарски производи треба у потпуности да испуњавају техничке параметре које захтевају купци.
Спектрални опсег
Спектрометриса мањим спектралним опсегом обично дају детаљне спектралне информације, док велики спектрални опсези имају шири визуелни опсег. Стога је спектрални опсег спектрометра један од важних параметара који мора бити јасно специфициран.
Фактори који утичу на спектрални опсег су углавном решетка и детектор, а одговарајућа решетка и детектор се бирају према различитим захтевима.
осетљивост
Говорећи о осетљивости, важно је разликовати осетљивост у фотометрији (најмања јачина сигнала којуспектрометарможе да детектује) и осетљивост у стехиометрији (најмања разлика у апсорпцији коју спектрометар може да измери).
а. Фотометријска осетљивост
За примене које захтевају спектрометре високе осетљивости, као што су флуоресцентни и Раманов спектрометр, препоручујемо SEK термохлађене оптичке влакнасте спектрометре са термохлађеним дводимензионалним CCD детекторима од 1024 пиксела, као и кондензационим сочивима детектора, златним огледалима и широким прорезима (100 μм или шире). Овај модел може да користи дуга времена интеграције (од 7 милисекунди до 15 минута) за побољшање јачине сигнала, а може да смањи шум и побољша динамички опсег.
б. Стехиометријска осетљивост
Да би се детектовале две вредности брзине апсорпције са веома блиском амплитудом, потребна је не само осетљивост детектора, већ и однос сигнал-шум. Детектор са највећим односом сигнал-шум је термоелектрични хлађени дводимензионални CCD детектор од 1024 пиксела у SEK спектрометру са односом сигнал-шум од 1000:1. Просек вишеструких спектралних слика такође може побољшати однос сигнал-шум, а повећање просечног броја ће довести до повећања односа сигнал-шум брзином квадратног корена, на пример, просек од 100 пута може повећати однос сигнал-шум 10 пута, достижући 10.000:1.
Резолуција
Оптичка резолуција је важан параметар за мерење способности оптичког раздвајања. Ако вам је потребна веома висока оптичка резолуција, препоручујемо да изаберете решетку са 1200 линија/мм или више, заједно са уским прорезом и CCD детектором од 2048 или 3648 пиксела.
Време објаве: 27. јул 2023.