Maddə 2: Fiber optik spektrometr nədir və uyğun yarığı və lifi necə seçirsiniz?
Fiber optik spektrometrlər hazırda spektrometrlərin üstünlük təşkil edən sinfini təmsil edir.Spektrometrin bu kateqoriyası optik siqnalların tez-tez fiber optik tullanan adlanan fiber optik kabel vasitəsilə ötürülməsinə imkan verir ki, bu da spektral analiz və sistem konfiqurasiyasında təkmilləşdirilmiş çeviklik və rahatlığı asanlaşdırır.Tipik olaraq 300 mm-dən 600 mm-ə qədər olan fokus uzunluqları ilə təchiz edilmiş və skan edən ızgaralardan istifadə edən adi böyük laboratoriya spektrometrlərindən fərqli olaraq, fiber optik spektrometrlər fırlanan mühərriklərə ehtiyacı aradan qaldıraraq sabit barmaqlıqlardan istifadə edir.Bu spektrometrlərin fokus uzunluqları adətən 200 mm aralığında olur və ya daha da qısa ola bilər, 30 mm və ya 50 mm.Bu alətlər olduqca yığcam ölçülərə malikdir və adətən miniatür fiber optik spektrometrlər adlanır.
Miniatür lif spektrometri
Miniatür fiber optik spektrometr yığcamlığı, qənaətcilliyi, sürətli aşkarlama imkanları və diqqətəlayiq çevikliyi səbəbindən sənayelərdə daha populyardır.Miniatür fiber optik spektrometr adətən yarıq, konkav güzgü, barmaqlıq, CCD/CMOS detektoru və əlaqəli sürücü sxemindən ibarətdir.O, spektral məlumatların toplanması prosesini başa çatdırmaq üçün ya USB kabel və ya serial kabel vasitəsilə əsas kompüterə (PC) proqram təminatına qoşulur.
Fiber optik spektrometr quruluşu
Fiber optik spektrometr lif interfeysi adaptoru ilə təchiz olunub, optik lif üçün təhlükəsiz əlaqə təmin edir.SMA-905 lif interfeysləri əksər fiber optik spektrometrlərdə istifadə olunur, lakin bəzi proqramlar FC/PC və ya 10 mm diametrli silindrik çox nüvəli lif interfeysi kimi qeyri-standart fiber interfeysləri tələb edir.
SMA905 lif interfeysi (qara), FC/PC fiber interfeysi (sarı).FC/PC interfeysində yerləşdirmə üçün yuva var.
Optik siqnal optik lifdən keçdikdən sonra əvvəlcə optik yarıqdan keçəcək.Miniatür spektrometrlər adətən yarıq eninin sabit olduğu tənzimlənməyən yarıqlardan istifadə edirlər.Halbuki JINSP fiber optik spektrometri müxtəlif spesifikasiyalarda 10μm, 25μm, 50μm, 100μm və 200μm standart yarıq genişliklərini təklif edir və istifadəçi tələblərinə uyğun olaraq fərdiləşdirmələr də mövcuddur.
Yarıq genişliklərindəki dəyişiklik adətən işıq axınına və optik ayırdetmə qabiliyyətinə təsir göstərə bilər, bu iki parametr qarşılıqlı əlaqəni nümayiş etdirir.Yarıq eni daha dar, işıq axınının azalması hesabına olsa da, optik ayırdetmə qabiliyyəti daha yüksəkdir.Qeyd etmək vacibdir ki, işıq axını artırmaq üçün yarığın genişləndirilməsi məhdudiyyətlərə malikdir və ya qeyri-xəttidir.Eynilə, yarığın azaldılması əldə edilə bilən qətnamə ilə bağlı məhdudiyyətlərə malikdir.İstifadəçilər işıq axınına və ya optik rezolyusiyaya üstünlük vermək kimi faktiki tələblərinə uyğun olaraq uyğun yarığı qiymətləndirməli və seçməlidirlər.Bununla əlaqədar olaraq, JINSP fiber optik spektrometrləri üçün təqdim edilən texniki sənədlərə istifadəçilər üçün dəyərli istinad kimi xidmət edən yarıq genişliklərini onların müvafiq qətnamə səviyyələri ilə əlaqələndirən hərtərəfli cədvəl daxildir.
Dar bir boşluq
Slit-Resolution Müqayisə Cədvəli
İstifadəçilər spektrometr sistemini qurarkən siqnalların qəbulu və spektrometrin yarıq mövqeyinə ötürülməsi üçün uyğun optik lifləri seçməlidirlər.Optik lifləri seçərkən üç vacib parametr nəzərə alınmalıdır.Birinci parametr 5μm, 50μm, 105μm, 200μm, 400μm, 600μm və hətta 1mm-dən çox daha böyük diametrlər daxil olmaqla bir sıra imkanlarda mövcud olan nüvənin diametridir.Qeyd etmək vacibdir ki, nüvənin diametrinin artırılması optik lifin ön ucunda alınan enerjini artıra bilər.Bununla belə, yarığın eni və CCD/CMOS detektorunun hündürlüyü spektrometrin qəbul edə biləcəyi optik siqnalları məhdudlaşdırır.Beləliklə, nüvənin diametrinin artırılması mütləq həssaslığı yaxşılaşdırmır.İstifadəçilər faktiki sistem konfiqurasiyasına əsaslanaraq müvafiq nüvə diametrini seçməlidirlər.SR50C və SR75C kimi modellərdə xətti CMOS detektorlarından istifadə edən B&W Tek spektrometrləri üçün, 50μm yarıq konfiqurasiyası ilə siqnal qəbulu üçün 200μm diametrli optik lifdən istifadə etmək tövsiyə olunur.SR100B və SR100Z kimi modellərdə daxili sahəli CCD detektorları olan spektrometrlər üçün siqnal qəbulu üçün 400μm və ya 600μm kimi daha qalın optik lifləri nəzərə almaq uyğun ola bilər.
Müxtəlif optik lif diametrləri
Yarığa birləşdirilmiş fiber optik siqnal
İkinci aspekt, işləyən dalğa uzunluğu diapazonu və optik liflərin materiallarıdır.Optik lif materiallarına adətən Yüksək-OH (yüksək hidroksil), Aşağı-OH (aşağı hidroksil) və UV-yə davamlı liflər daxildir.Fərqli materiallar fərqli dalğa uzunluğu ötürmə xüsusiyyətlərinə malikdir.Yüksək OH optik lifləri adətən ultrabənövşəyi/görünən işıq diapazonunda (UV/VIS), aşağı OH lifləri isə yaxın infraqırmızı (NIR) diapazonunda istifadə olunur.Ultrabənövşəyi diapazon üçün xüsusi UV davamlı liflər nəzərə alınmalıdır.İstifadəçilər əməliyyat dalğa uzunluğuna əsasən uyğun optik lif seçməlidirlər.
Üçüncü cəhət optik liflərin ədədi diafraqma (NA) dəyəridir.Optik liflərin emissiya prinsiplərinə görə, lif ucundan yayılan işıq NA dəyəri ilə xarakterizə olunan müəyyən bir divergensiya bucağı diapazonunda məhdudlaşır.Çox rejimli optik liflər ümumi seçimlər kimi ümumiyyətlə 0,1, 0,22, 0,39 və 0,5 NA dəyərlərinə malikdir.Ən çox yayılmış 0,22 NA-nı nümunə götürsək, 50 mm-dən sonra lifin ləkə diametri təxminən 22 mm, 100 mm-dən sonra isə diametri 44 mm-dir.Spektrometri dizayn edərkən istehsalçılar adətən maksimum enerji qəbulunu təmin etmək üçün optik lifin NA dəyərini mümkün qədər yaxından uyğunlaşdırmağı düşünürlər.Bundan əlavə, optik lifin NA dəyəri lifin ön ucundakı linzaların birləşməsi ilə əlaqədardır.Siqnal itkisinin qarşısını almaq üçün linzanın NA dəyəri də lifin NA dəyərinə mümkün qədər uyğunlaşdırılmalıdır.
Optik lifin NA dəyəri optik şüanın divergensiya bucağını təyin edir
Optik liflər linzalar və ya konkav güzgülərlə birlikdə istifadə edildikdə, enerji itkisinin qarşısını almaq üçün NA dəyəri mümkün qədər sıx uyğunlaşdırılmalıdır.
Fiber optik spektrometrlər işığı onların NA (Numerical Aperture) dəyəri ilə müəyyən edilən açılarda qəbul edirlər.Hadisə işığının NA-sı həmin spektrometrin NA-dan az və ya ona bərabər olarsa, hadisə siqnalı tam istifadə olunacaq.Enerji itkisi düşən işığın NA spektrometrin NA-dan çox olduğu zaman baş verir.Fiber optik ötürülməyə əlavə olaraq, işıq siqnallarını toplamaq üçün boş yer optik birləşmədən istifadə edilə bilər.Bu, linzalardan istifadə edərək paralel işığın bir yarığa yığılmasını əhatə edir.Boş boşluqlu optik yollardan istifadə edərkən, spektrometrinkinə uyğun NA dəyərinə malik uyğun linzaları seçmək, eyni zamanda maksimum işıq axını əldə etmək üçün spektrometrin yarığının linzanın fokusunda yerləşdirilməsini təmin etmək vacibdir.
Boş kosmik optik birləşmə
Göndərmə vaxtı: 13 dekabr 2023-cü il