Artikel 2: Wat is 'n optieseveselspektrometer, en hoe kies jy die toepaslike spleet en vesel?
Optiese veselspektrometers verteenwoordig tans die oorheersende klas spektrometers.Hierdie kategorie spektrometer maak die oordrag van optiese seine deur 'n optiese veselkabel moontlik, wat dikwels 'n optieseveselspringer genoem word, wat verbeterde buigsaamheid en gerief in spektrale analise en stelselkonfigurasie vergemaklik.In teenstelling met konvensionele groot laboratoriumspektrometers toegerus met brandpunte wat tipies wissel van 300 mm tot 600 mm en wat skandeerroosters gebruik, gebruik veseloptiese spektrometers vaste roosters, wat die behoefte aan roterende motors uitskakel.Die brandpunte van hierdie spektrometers is tipies in die reeks van 200 mm, of hulle kan selfs korter wees, tot 30 mm of 50 mm.Hierdie instrumente is baie kompak in grootte en word algemeen na verwys as miniatuur veseloptiese spektrometers.
Miniatuur veselspektrometer
'n Miniatuur optiese veselspektrometer is meer gewild in nywerhede as gevolg van sy kompaktheid, koste-effektiwiteit, vinnige opsporingsvermoëns en merkwaardige buigsaamheid.Die miniatuur veseloptiese spektrometer bestaan tipies uit 'n spleet, konkawe spieël, rooster, CCD/CMOS-detektor en gepaardgaande dryfkringe.Dit is gekoppel aan die gasheerrekenaar (PC)-sagteware via óf 'n USB-kabel óf seriële kabel om die spektrale data-insameling te voltooi.
Optiese veselspektrometerstruktuur
Die optiese veselspektrometer is toegerus met 'n veselkoppelvlakadapter, wat 'n veilige verbinding vir optiese vesel bied.SMA-905-veselkoppelvlakke word in die meeste optieseveselspektrometers gebruik, maar sommige toepassings benodig FC/PC of nie-standaard veselkoppelvlakke, soos die silindriese meerkernveselkoppelvlak van 10 mm deursnee.
SMA905-veselkoppelvlak (swart), FC/PC-veselkoppelvlak (geel).Daar is 'n gleuf op die FC/PC-koppelvlak vir posisionering.
Die optiese sein sal, nadat dit deur die optiese vesel gegaan het, eers deur 'n optiese spleet gaan.Die miniatuurspektrometers gebruik tipies nie-verstelbare splete, waar die spleetwydte vas is.Terwyl JINSP optiese veselspektrometer standaard spleetwydtes van 10μm, 25μm, 50μm, 100μm en 200μm in verskeie spesifikasies bied, en aanpassings is ook beskikbaar volgens gebruikersvereistes.
Die verandering in spleetwydtes kan ligvloed en optiese resolusie algemeen beïnvloed, hierdie twee parameters toon 'n afruilverhouding.Smaller die spleetwydte, hoër die optiese resolusie, alhoewel ten koste van verminderde ligvloed.Dit is noodsaaklik om daarop te let dat die uitbreiding van die spleet om ligvloed te verhoog beperkings het of nie-lineêr is.Net so het die vermindering van die spleet beperkings op die haalbare resolusie.Gebruikers moet die geskikte spleet assesseer en kies in ooreenstemming met hul werklike vereistes, soos om prioriteit te gee aan ligvloed of optiese resolusie.In hierdie verband sluit die tegniese dokumentasie wat vir JINSP optieseveselspektrometers voorsien word 'n omvattende tabel in wat spleetwydtes met hul ooreenstemmende resolusievlakke korreleer, wat as 'n waardevolle verwysing vir gebruikers dien.
'n Nou gaping
Spleet-resolusie vergelyking tabel
Die gebruikers, terwyl hulle 'n spektrometerstelsel opstel, moet toepaslike optiese vesels kies om seine na die spektrometer se spleetposisie te ontvang en uit te stuur.Drie belangrike parameters moet in ag geneem word wanneer optiese vesels gekies word.Die eerste parameter is die kerndeursnee, wat in 'n reeks moontlikhede beskikbaar is, insluitend 5μm, 50μm, 105μm, 200μm, 400μm, 600μm, en selfs groter diameters verder as 1mm.Dit is belangrik om daarop te let dat die verhoging van die kerndeursnee die energie wat aan die voorkant van die optiese vesel ontvang word, kan verbeter.Die breedte van die spleet en die hoogte van die CCD/CMOS-detektor beperk egter die optiese seine wat die spektrometer kan ontvang.Dus, verhoogde kerndeursnee verbeter nie noodwendig sensitiwiteit nie.Gebruikers moet die toepaslike kerndeursnee kies op grond van die werklike stelselkonfigurasie.Vir B&W Tek se spektrometers wat lineêre CMOS-detektors in modelle soos SR50C en SR75C gebruik, met 'n 50μm spleetkonfigurasie, word dit aanbeveel om 'n 200μm kerndiameter optiese vesel vir seinontvangs te gebruik.Vir spektrometers met interne area CCD-detektors in modelle soos SR100B en SR100Z, kan dit geskik wees om dikker optiese vesels, soos 400μm of 600μm, vir seinontvangs te oorweeg.
Verskillende optiese vesel diameters
Optiese veselsein gekoppel aan die spleet
Die tweede aspek is die bedryfsgolflengtereeks en materiale van optiese vesels.Optiese veselmateriale sluit gewoonlik Hoë-OH (hoë hidroksiel), Lae-OH (lae hidroksiel) en UV-bestande vesels in.Verskillende materiale het verskillende golflengte-oordrag eienskappe.Hoë-OH optiese vesels word tipies gebruik in die ultraviolet/sigbare lig reeks (UV/VIS), terwyl Lae-OH vesels in die naby-infrarooi (NIR) reeks gebruik word.Vir die ultravioletreeks moet spesiale UV-bestande vesels oorweeg word.Gebruikers moet die toepaslike optiese vesel kies op grond van hul bedryfsgolflengte.
Die derde aspek is die numeriese apertuur (NA) waarde van optiese vesels.As gevolg van die emissiebeginsels van optiese vesels, word die uitgestraalde lig vanaf die veselpunt binne 'n sekere divergensiehoekreeks beperk, wat deur die NA-waarde gekenmerk word.Multi-modus optiese vesels het oor die algemeen NA waardes van 0.1, 0.22, 0.39 en 0.5 as algemene opsies.Neem die mees algemene 0.22 NA as voorbeeld, dit beteken dat die koldeursnee van die vesel na 50 mm ongeveer 22 mm is, en na 100 mm is die deursnee 44 mm.Wanneer 'n spektrometer ontwerp word, oorweeg vervaardigers gewoonlik om die optiese vesel se NA-waarde so na as moontlik te pas om maksimum energie-ontvangs te verseker.Boonop hou die NA-waarde van die optiese vesel verband met die koppeling van lense aan die voorkant van die vesel.Die NA-waarde van die lens moet ook so na as moontlik aan die NA-waarde van die vesel ooreenstem om seinverlies te vermy.
Die NA-waarde van die optiese vesel bepaal die divergensiehoek van die optiese bundel
Wanneer optiese vesels saam met lense of konkawe spieëls gebruik word, moet die NA-waarde so nou as moontlik ooreenstem om energieverlies te vermy
Optiese veselspektrometers ontvang die lig teen hoeke wat bepaal word deur hul NA (Numeriese Apertuur) waarde.Die invalsein sal ten volle benut word as die NA van die invallende lig minder as of gelyk is aan daardie spektrometer se NA.Energieverlies vind plaas wanneer die NA van invallende lig groter is as NA van spektrometer.Benewens optiesevesel transmissie, kan vrye-ruimte optiese koppeling gebruik word om ligseine te versamel.Dit behels die konvergering van parallelle lig in 'n spleet met behulp van lense.Wanneer u vryspasie optiese paaie gebruik, is dit belangrik om geskikte lense te kies met 'n NA-waarde wat ooreenstem met dié van die spektrometer, terwyl u ook verseker dat die spektrometer se spleet by die fokus van die lens geposisioneer is om maksimum ligvloei te bereik.
Vrye ruimte optiese koppeling
Postyd: 13 Desember 2023