A função do espectrômetro de fibra óptica

Os espectrômetros de fibra óptica geralmente usam fibra óptica como um acoplador de sinal, que será fotométrico acoplado ao espectrômetro para análise espectral. Devido à conveniência da fibra óptica, os usuários podem ser muito flexíveis para criar um sistema de aquisição de espectro.

A vantagem dos espectrômetros de fibra óptica é a modularidade e a flexibilidade do sistema de medição. O microEspectrômetro de fibra ópticaDa Mut na Alemanha, é tão rápido que pode ser usado para análise on -line. E devido ao uso de detectores universais de baixo custo, o custo do espectrômetro é reduzido e, portanto, o custo de todo o sistema de medição é reduzido

A configuração básica do espectrômetro de fibra óptica consiste em uma grade, uma fenda e um detector. Os parâmetros desses componentes devem ser especificados ao comprar um espectrômetro. O desempenho do espectrômetro depende da combinação precisa e da calibração desses componentes, após a calibração do espectrômetro de fibra óptica, em princípio, esses acessórios não podem ter nenhuma alteração.

Introdução da função

grade

A escolha da grade depende da faixa espectral e dos requisitos de resolução. Para espectrômetros de fibra óptica, a faixa espectral é geralmente entre 200Nm e 2500nm. Devido à exigência de resolução relativamente alta, é difícil obter uma ampla faixa espectral; Ao mesmo tempo, quanto maior o requisito de resolução, mais fluxo menos luminoso. Para os requisitos de menor resolução e faixa espectral mais ampla, a grade de 300 linhas /mm é a escolha usual. Se for necessária uma resolução espectral relativamente alta, pode ser alcançada escolhendo uma grade com 3600 linhas /mm ou escolhendo um detector com mais resolução de pixels.

fenda

A fenda mais estreita pode melhorar a resolução, mas o fluxo de luz é menor; Por outro lado, fendas mais amplas podem aumentar a sensibilidade, mas às custas da resolução. Em diferentes requisitos de aplicação, a largura da fenda apropriada é selecionada para otimizar o resultado geral do teste.

sonda

De certa forma, o detector determina a resolução e a sensibilidade do espectrômetro de fibra óptica, a região sensível à luz no detector é, em princípio, limitada, é dividida em muitos pequenos pixels para alta resolução ou dividida em pixels menores, mas maiores, para alta sensibilidade. Geralmente, a sensibilidade do detector de CCD é melhor, para que você possa obter uma melhor resolução sem sensibilidade até certo ponto. Devido à alta sensibilidade e ruído térmico do detector de InGaas no infravermelho próximo, a relação sinal / ruído do sistema pode ser efetivamente melhorada por meio de refrigeração.

Filtro óptico

Devido ao efeito de difração de vários estágios do próprio espectro, a interferência da difração de vários estágios pode ser reduzida usando o filtro. Ao contrário dos espectrômetros convencionais, os espectrômetros de fibra óptica são revestidos no detector, e essa parte da função precisa ser instalada no local na fábrica. Ao mesmo tempo, o revestimento também tem a função da reflexão anti e melhora a relação sinal / ruído do sistema.

O desempenho do espectrômetro é determinado principalmente pela faixa espectral, resolução óptica e sensibilidade. Uma alteração em um desses parâmetros geralmente afeta o desempenho dos outros parâmetros.

O principal desafio do espectrômetro é não maximizar todos os parâmetros no momento da fabricação, mas fazer com que os indicadores técnicos do espectrômetro atendam aos requisitos de desempenho para diferentes aplicações nessa seleção de espaço tridimensional. Essa estratégia permite que o espectrômetro atenda aos clientes para obter o máximo de retorno com investimento mínimo. O tamanho do cubo depende dos indicadores técnicos que o espectrômetro precisa atingir e seu tamanho está relacionado à complexidade do espectrômetro e ao preço do produto espectrômetro. Os produtos do espectrômetro devem atender totalmente aos parâmetros técnicos exigidos pelos clientes.

Faixa espectral

EspectrômetrosCom uma faixa espectral menor, geralmente fornece informações espectrais detalhadas, enquanto grandes faixas espectrais têm uma faixa visual mais ampla. Portanto, a faixa espectral do espectrômetro é um dos parâmetros importantes que devem ser claramente especificados.

Os fatores que afetam a faixa espectral são principalmente grades e detectores, e a grade e detector correspondentes são selecionados de acordo com diferentes requisitos.

sensibilidade

Falando em sensibilidade, é importante distinguir entre sensibilidade na fotometria (a menor resistência ao sinal que umespectrômetropode detectar) e sensibilidade na estequiometria (a menor diferença na absorção que um espectrômetro pode medir).

um. Sensibilidade fotométrica

Para aplicações que requerem espectrômetros de alta sensibilidade, como fluorescência e Raman, recomendamos os espectrômetros de fibra óptica de resfriamento termo-resfriado por SEC com 1024 pixels termo-resfriados de 1024 pixels bidimensionais de detectores de CCD, além de lentes de condensação de detector, espelhos dourados e fendas largas (100 μm ou mais ampla). Esse modelo pode usar longos tempos de integração (de 7 milissegundos a 15 minutos) para melhorar a força do sinal e pode reduzir o ruído e melhorar a faixa dinâmica.

b. Sensibilidade estequiométrica

Para detectar dois valores de taxa de absorção com amplitude muito próxima, não apenas a sensibilidade do detector é necessária, mas também a relação sinal / ruído é necessária. O detector com a maior relação sinal / ruído é o detector de CCD de matriz bidimensional refrigerado de 1024 pixels termoelétricos no espectrômetro SEK com uma relação sinal / ruído de 1000: 1. A média de múltiplas imagens espectrais também pode melhorar a relação sinal / ruído, e o aumento do número médio fará com que a relação sinal / ruído aumente na velocidade da raiz quadrada, por exemplo, a média de 100 vezes pode aumentar a relação sinal / ruído 10 vezes, atingindo 10.000: 1.

Resolução

A resolução óptica é um parâmetro importante para medir a capacidade de divisão óptica. Se você precisar de uma resolução óptica muito alta, recomendamos que você escolha uma grade com 1200 linhas/mm ou mais, juntamente com uma fenda estreita e um detector CCD de 2048 ou 3648 pixels.