Оптоволоконные спектрометры обычно используют оптическое волокно в качестве соединителя сигнала, который будет фотометрически соединен со спектрометром для спектрального анализа.Благодаря удобству оптоволокна пользователи могут очень гибко создавать системы сбора спектра.
Преимуществом оптоволоконных спектрометров является модульность и гибкость измерительной системы.Микрооптоволоконный спектрометрот MUT в Германии настолько быстр, что его можно использовать для онлайн-анализа.А за счет использования недорогих универсальных детекторов снижается стоимость спектрометра, а значит и стоимость всей измерительной системы.
Базовая конфигурация оптоволоконного спектрометра состоит из решетки, щели и детектора.Параметры этих компонентов необходимо уточнять при покупке спектрометра.Производительность спектрометра зависит от точного сочетания и калибровки этих компонентов, после калибровки оптоволоконного спектрометра в принципе эти аксессуары не могут иметь никаких изменений.
Введение в функцию
решетка
Выбор решетки зависит от спектрального диапазона и требований к разрешению.Для оптоволоконных спектрометров спектральный диапазон обычно составляет от 200 до 2500 нм.Из-за требования относительно высокого разрешения трудно получить широкий спектральный диапазон;При этом, чем выше требование к разрешению, тем меньше световой поток.Для требований более низкого разрешения и более широкого спектрального диапазона обычно выбирают решетку 300 линий/мм.Если требуется относительно высокое спектральное разрешение, его можно достичь, выбрав решетку с 3600 штрихов/мм или выбрав детектор с большим разрешением пикселей.
щель
Более узкая щель может улучшить разрешение, но световой поток будет меньше;С другой стороны, более широкие щели могут повысить чувствительность, но за счет разрешения.В различных требованиях применения выбирается соответствующая ширина щели для оптимизации общего результата испытания.
зонд
Детектор в некотором смысле определяет разрешение и чувствительность оптоволоконного спектрометра, светочувствительная область детектора в принципе ограничена, она разделена на множество мелких пикселей для высокого разрешения или разделена на меньшее количество пикселей, но большего размера для высокой чувствительности.Как правило, чувствительность ПЗС-детектора выше, поэтому вы можете получить лучшее разрешение без некоторой чувствительности.Из-за высокой чувствительности и теплового шума детектора InGaAs в ближнем инфракрасном диапазоне соотношение сигнал/шум системы можно эффективно улучшить с помощью охлаждения.
Оптический фильтр
Из-за эффекта многоступенчатой дифракции самого спектра интерференцию многоступенчатой дифракции можно уменьшить с помощью фильтра.В отличие от обычных спектрометров, оптоволоконные спектрометры имеют покрытие на детекторе, и эту часть функции необходимо установить на заводе.В то же время покрытие также имеет функцию просветления и улучшает соотношение сигнал/шум системы.
Производительность спектрометра в основном определяется спектральным диапазоном, оптическим разрешением и чувствительностью.Изменение одного из этих параметров обычно влияет на производительность других параметров.
Основная задача спектрометра заключается не в максимизации всех параметров на момент изготовления, а в том, чтобы технические показатели спектрометра соответствовали требованиям производительности для различных приложений в этом трехмерном пространственном выборе.Эта стратегия позволяет спектрометру удовлетворять потребности клиентов, обеспечивая максимальную прибыль при минимальных инвестициях.Размер куба зависит от технических показателей, которых должен достичь спектрометр, а его размер связан со сложностью спектрометра и ценой спектрометрического изделия.Продукция спектрометра должна полностью соответствовать техническим параметрам, требуемым заказчиками.
Спектральный диапазон
Спектрометрыс меньшим спектральным диапазоном обычно дают подробную спектральную информацию, тогда как большие спектральные диапазоны имеют более широкий зрительный диапазон.Поэтому спектральный диапазон спектрометра является одним из важных параметров, который необходимо четко указать.
Факторами, влияющими на спектральный диапазон, в основном являются решетка и детектор, а соответствующая решетка и детектор выбираются в соответствии с различными требованиями.
чувствительность
Говоря о чувствительности, важно различать чувствительность в фотометрии (наименьшая мощность сигнала, которую можетспектрометрможет обнаружить) и чувствительность в стехиометрии (наименьшая разница в поглощении, которую может измерить спектрометр).
а.Фотометрическая чувствительность
Для применений, требующих высокочувствительных спектрометров, таких как флуоресцентные и рамановские спектрометры, мы рекомендуем термоохлаждаемые оптоволоконные спектрометры SEK с термоохлаждаемыми ПЗС-детекторами с двумерной матрицей 1024 пикселя, а также конденсирующие линзы детектора, золотые зеркала и широкие щели ( 100 мкм или шире).Эта модель может использовать длительное время интегрирования (от 7 миллисекунд до 15 минут) для улучшения мощности сигнала, а также снижения шума и улучшения динамического диапазона.
б.Стехиометрическая чувствительность
Чтобы обнаружить два значения скорости поглощения с очень близкой амплитудой, требуется не только чувствительность детектора, но и соотношение сигнал/шум.Детектором с самым высоким соотношением сигнал/шум является термоэлектрический охлаждаемый ПЗС-детектор с двумерной матрицей размером 1024 пикселя в спектрометре SEK с соотношением сигнал/шум 1000:1.Среднее значение нескольких спектральных изображений также может улучшить соотношение сигнал/шум, а увеличение среднего числа приведет к увеличению отношения сигнал/шум со скоростью квадратного корня, например, среднее значение в 100 раз может увеличить соотношение сигнал/шум в 10 раз, достигнув 10 000:1.
Разрешение
Оптическое разрешение является важным параметром для измерения способности оптического расщепления.Если вам необходимо очень высокое оптическое разрешение, мы рекомендуем вам выбрать решетку с 1200 линий/мм или более, а также узкую щель и ПЗС-детектор с разрешением 2048 или 3648 пикселей.
Время публикации: 27 июля 2023 г.