A funzione di u spettrometru di fibra ottica

I spettrometri à fibra ottica utilizanu di solitu a fibra ottica cum'è accoppiatore di signali, chì serà accoppiatu fotometricamente à u spettrometru per l'analisi spettrale. Grazie à a cunvenienza di a fibra ottica, l'utilizatori ponu esse assai flessibili per custruisce un sistema d'acquisizione di spettru.

U vantaghju di i spettrometri à fibra ottica hè a modularità è a flessibilità di u sistema di misurazione. U microspettrometru di fibra otticada MUT in Germania hè cusì veloce chì pò esse adupratu per l'analisi in linea. È per via di l'usu di detectori universali à bassu costu, u costu di u spettrometru hè riduttu, è cusì u costu di tuttu u sistema di misurazione hè riduttu.

A cunfigurazione basica di u spettrometru à fibra ottica hè cumposta da una reticola, una fessura è un detector. I parametri di sti cumpunenti devenu esse specificati quandu si compra un spettrometru. E prestazioni di u spettrometru dipendenu da a cumbinazione precisa è a calibrazione di sti cumpunenti, dopu a calibrazione di u spettrometru à fibra ottica, in principiu, sti accessori ùn ponu micca avè alcuna mudificazione.

Introduzione di a funzione

grata

A scelta di a griglia dipende da a gamma spettrale è da i requisiti di risoluzione. Per i spettrometri à fibra ottica, a gamma spettrale hè generalmente trà 200 nm è 2500 nm. A causa di l'esigenza di una risoluzione relativamente alta, hè difficiule d'ottene una vasta gamma spettrale; À u listessu tempu, più alta hè a risoluzione necessaria, menu hè u flussu luminosu. Per i requisiti di risoluzione più bassa è di gamma spettrale più larga, a griglia di 300 linee/mm hè a scelta abituale. Sè hè necessaria una risoluzione spettrale relativamente alta, si pò ottene scegliendu una griglia cù 3600 linee/mm, o scegliendu un detector cù una risoluzione di pixel più grande.

fessura

A fessura più stretta pò migliurà a risoluzione, ma u flussu luminosu hè più chjucu; D’altronde, e fessure più larghe ponu aumentà a sensibilità, ma à spese di a risoluzione. In diverse esigenze d'applicazione, a larghezza adatta di a fessura hè selezziunata per ottimizà u risultatu generale di a prova.

sonda

U rilevatore determina in qualchì modu a risoluzione è a sensibilità di u spettrometru à fibra ottica, a regione sensibile à a luce nantu à u rilevatore hè in principiu limitata, hè divisa in parechji picculi pixel per una alta risoluzione o divisa in menu pixel ma più grandi per una alta sensibilità. In generale, a sensibilità di u rilevatore CCD hè megliu, cusì pudete ottene una risoluzione megliu senza sensibilità in una certa misura. A causa di l'alta sensibilità è di u rumore termicu di u rilevatore InGaAs in l'infrarossu vicinu, u rapportu segnale-rumore di u sistema pò esse miglioratu efficacemente per mezu di a refrigerazione.

Filtru otticu

A causa di l'effettu di diffrazione multistadio di u spettru stessu, l'interferenza di a diffrazione multistadio pò esse ridutta aduprendu u filtru. À u cuntrariu di i spettrometri cunvinziunali, i spettrometri à fibra ottica sò rivestiti nantu à u rilevatore, è sta parte di a funzione deve esse installata in fabbrica. À u listessu tempu, u rivestimentu hà ancu a funzione di antiriflessu è migliora u rapportu segnale-rumore di u sistema.

A prestazione di u spettrometru hè principalmente determinata da a gamma spettrale, a risoluzione ottica è a sensibilità. Un cambiamentu di unu di sti parametri hà generalmente un effettu nant'à a prestazione di l'altri parametri.

A sfida principale di u spettrometru ùn hè micca di massimizà tutti i parametri à u mumentu di a fabricazione, ma di fà chì l'indicatori tecnichi di u spettrometru rispondanu à i requisiti di prestazione per diverse applicazioni in questa selezzione di u spaziu tridimensionale. Sta strategia permette à u spettrometru di suddisfà i clienti per un ritornu massimu cù un investimentu minimu. A dimensione di u cubu dipende da l'indicatori tecnichi chì u spettrometru hà bisognu di ottene, è a so dimensione hè ligata à a cumplessità di u spettrometru è à u prezzu di u pruduttu spettrometru. I prudutti spettrometri devenu risponde cumpletamente à i parametri tecnichi richiesti da i clienti.

Gamma spettrale

SpettrometriCù una gamma spettrale più chjuca, di solitu danu informazioni spettrali dettagliate, mentre chì e grande gamme spettrali anu una gamma visuale più larga. Dunque, a gamma spettrale di u spettrometru hè unu di i parametri impurtanti chì devenu esse specificati chjaramente.

I fattori chì influenzanu a gamma spettrale sò principalmente u reticolo è u detector, è u reticolo è u detector currispondenti sò selezziunati secondu esigenze diverse.

sensibilità

À propositu di sensibilità, hè impurtante distingue trà a sensibilità in fotometria (a più chjuca forza di signale chì unspettrometrupò rilevà) è a sensibilità in stechiometria (a più chjuca differenza d'assorbimentu chì un spettrometru pò misurà).

a. Sensibilità fotometrica

Per l'applicazioni chì necessitanu spettrometri d'alta sensibilità, cum'è a fluorescenza è Raman, ricumandemu i spettrometri di fibra ottica SEK raffreddati termicamente cù detectori CCD bidimensionali di 1024 pixel raffreddati termicamente, è ancu lenti di condensazione di u detector, specchi d'oru è fessure larghe (100 μm o più larghe). Stu mudellu pò aduprà tempi d'integrazione longhi (da 7 millisecondi à 15 minuti) per migliurà a forza di u signale, è pò riduce u rumore è migliurà a gamma dinamica.

b. Sensibilità stechiometrica

Per rilevà dui valori di velocità d'assorbimentu cù una ampiezza assai vicina, ùn hè micca solu necessaria a sensibilità di u rilevatore, ma ancu u rapportu segnale-rumore. U rilevatore cù u rapportu segnale-rumore u più altu hè u rilevatore CCD à matrice bidimensionale di 1024 pixel refrigeratu termoelettricu in u spettrometru SEK cù un rapportu segnale-rumore di 1000:1. A media di parechje immagini spettrali pò ancu migliurà u rapportu segnale-rumore, è l'aumentu di u numeru mediu farà chì u rapportu segnale-rumore aumenti à a velocità di a radica quadrata, per esempiu, a media di 100 volte pò aumentà u rapportu segnale-rumore 10 volte, righjunghjendu 10.000:1.

Risoluzione

A risoluzione ottica hè un parametru impurtante per misurà a capacità di scissione ottica. Sè avete bisognu di una risoluzione ottica assai alta, vi cunsigliemu di sceglie una reticola cù 1200 linee/mm o più, cù una fessura stretta è un detector CCD di 2048 o 3648 pixel.