Artikulo 2: Ano ang fiber optic spectrometer, at paano mo pipiliin ang naaangkop na slit at fiber?
Ang mga fiber optic spectrometer ay kasalukuyang kumakatawan sa nangingibabaw na klase ng mga spectrometer.Ang kategoryang ito ng spectrometer ay nagbibigay-daan sa pagpapadala ng mga optical signal sa pamamagitan ng fiber optic cable, kadalasang tinatawag na fiber optic jumper, na nagpapadali sa pinahusay na flexibility at kaginhawahan sa spectral analysis at system configuration.Kabaligtaran sa karaniwang malalaking laboratory spectrometer na nilagyan ng focal length na karaniwang mula 300mm hanggang 600mm at gumagamit ng scanning gratings, ang fiber optic spectrometer ay gumagamit ng mga fixed grating, na inaalis ang pangangailangan para sa mga umiikot na motor.Ang focal length ng mga spectrometer na ito ay karaniwang nasa hanay na 200mm, o maaari silang maging mas maikli, hanggang 30mm o 50mm.Ang mga instrumentong ito ay lubos na compact sa laki at karaniwang tinutukoy bilang mga miniature fiber optic spectrometers.
Miniature Fiber Spectrometer
Ang isang miniature fiber optic spectrometer ay mas popular sa mga industriya dahil sa pagiging compact nito, cost-effectiveness, mabilis na mga kakayahan sa pag-detect, at kahanga-hangang flexibility.Ang miniature fiber optic spectrometer ay karaniwang binubuo ng isang slit, concave mirror, grating, CCD/CMOS detector, at nauugnay na drive circuitry.Ito ay konektado sa host computer (PC) software sa pamamagitan ng alinman sa USB cable o serial cable para makumpleto ang spectral data collection.
Fiber optic spectrometer na istraktura
Ang fiber optic spectrometer ay nilagyan ng fiber interface adapter, nagbibigay ng secure na koneksyon para sa optical fiber.Ang SMA-905 fiber interface ay ginagamit sa karamihan ng fiber optic spectrometer ngunit ang ilang application ay nangangailangan ng FC/PC o hindi karaniwang fiber interface, tulad ng 10mm diameter na cylindrical multi-core fiber interface.
SMA905 fiber interface (itim), FC/PC fiber interface (dilaw).May puwang sa interface ng FC/PC para sa pagpoposisyon.
Ang optical signal, pagkatapos dumaan sa optical fiber, ay dadaan muna sa isang optical slit.Ang mga miniature spectrometer ay karaniwang gumagamit ng mga hindi naaayos na slits, kung saan ang slit width ay naayos.Samantalang, ang JINSP fiber optic spectrometer ay nag-aalok ng karaniwang slit width na 10μm, 25μm, 50μm, 100μm, at 200μm sa iba't ibang mga detalye, at ang mga pagpapasadya ay magagamit din ayon sa mga kinakailangan ng user.
Ang pagbabago sa mga slit width ay maaaring makaapekto sa light flux at optical resolution na karaniwan, ang dalawang parameter na ito ay nagpapakita ng isang trade-off na relasyon.Mas makitid ang slit width, mas mataas ang optical resolution, kahit na sa gastos ng pinababang light flux.Mahalagang tandaan na ang pagpapalawak ng slit upang mapataas ang light flux ay may mga limitasyon o nonlinear.Katulad nito, ang pagbabawas ng hiwa ay may mga limitasyon sa matamo na resolusyon.Dapat suriin at piliin ng mga user ang angkop na hiwa alinsunod sa kanilang aktwal na mga kinakailangan, tulad ng pagbibigay ng priyoridad sa light flux o optical resolution.Kaugnay nito, ang teknikal na dokumentasyong ibinigay para sa JINSP fiber optic spectrometer ay kinabibilangan ng isang komprehensibong talahanayan na nag-uugnay sa mga lapad ng hiwa sa kanilang mga kaukulang antas ng resolusyon, na nagsisilbing isang mahalagang sanggunian para sa mga gumagamit.
Isang makitid na agwat
Talahanayan ng Paghahambing ng Slit-Resolution
Ang mga gumagamit, habang nagse-set up ng isang spectrometer system, ay kailangang pumili ng naaangkop na optical fibers para sa pagtanggap at pagpapadala ng mga signal sa slit position ng spectrometer.Tatlong mahahalagang parameter ang kailangang isaalang-alang kapag pumipili ng mga optical fiber.Ang unang parameter ay ang core diameter, na available sa hanay ng mga posibilidad kabilang ang 5μm, 50μm, 105μm, 200μm, 400μm, 600μm, at kahit na mas malalaking diameter na lampas sa 1mm.Mahalagang tandaan na ang pagtaas ng diameter ng core ay maaaring mapahusay ang enerhiya na natanggap sa harap na dulo ng optical fiber.Gayunpaman, nililimitahan ng lapad ng slit at ang taas ng detector ng CCD/CMOS ang mga optical signal na matatanggap ng spectrometer.Kaya, ang pagtaas ng core diameter ay hindi kinakailangang mapabuti ang sensitivity.Dapat piliin ng mga user ang naaangkop na diameter ng core batay sa aktwal na configuration ng system.Para sa mga spectrometer ng B&W Tek na gumagamit ng mga linear na CMOS detector sa mga modelo tulad ng SR50C at SR75C, na may 50μm slit configuration, inirerekomendang gumamit ng 200μm core diameter optical fiber para sa pagtanggap ng signal.Para sa mga spectrometer na may internal area na CCD detector sa mga modelo tulad ng SR100B at SR100Z, maaaring angkop na isaalang-alang ang mas makapal na optical fiber, gaya ng 400μm o 600μm, para sa pagtanggap ng signal.
Iba't ibang diameter ng optical fiber
Fiber optic signal na isinama sa slit
Ang pangalawang aspeto ay ang operating wavelength range at mga materyales ng optical fibers.Ang mga materyales sa optical fiber ay karaniwang kinabibilangan ng High-OH (high hydroxyl), Low-OH (low hydroxyl), at UV-resistant fibers.Ang iba't ibang mga materyales ay may iba't ibang mga katangian ng paghahatid ng wavelength.Ang mga high-OH optical fiber ay karaniwang ginagamit sa ultraviolet/visible light range (UV/VIS), habang ang Low-OH fibers ay ginagamit sa near-infrared (NIR) range.Para sa hanay ng ultraviolet, dapat isaalang-alang ang mga espesyal na fibers na lumalaban sa UV.Dapat piliin ng mga user ang naaangkop na optical fiber batay sa kanilang operating wavelength.
Ang ikatlong aspeto ay ang numerical aperture (NA) na halaga ng mga optical fiber.Dahil sa mga prinsipyo ng paglabas ng mga optical fiber, ang ibinubuga na ilaw mula sa dulo ng hibla ay nakakulong sa loob ng isang tiyak na hanay ng anggulo ng divergence, na nailalarawan sa halaga ng NA.Ang mga multi-mode na optical fiber ay karaniwang may mga NA value na 0.1, 0.22, 0.39, at 0.5 bilang mga karaniwang opsyon.Kung kunin ang pinakakaraniwang 0.22 NA bilang isang halimbawa, nangangahulugan ito na ang spot diameter ng fiber pagkatapos ng 50 mm ay humigit-kumulang 22 mm, at pagkatapos ng 100 mm, ang diameter ay 44 mm.Kapag nagdidisenyo ng spectrometer, karaniwang isinasaalang-alang ng mga tagagawa ang pagtutugma ng halaga ng NA ng optical fiber nang mas malapit hangga't maaari upang matiyak ang maximum na pagtanggap ng enerhiya.Bilang karagdagan, ang halaga ng NA ng optical fiber ay nauugnay sa pagkabit ng mga lente sa harap na dulo ng hibla.Ang halaga ng NA ng lens ay dapat ding itugma nang malapit hangga't maaari sa halaga ng NA ng fiber upang maiwasan ang pagkawala ng signal.
Tinutukoy ng halaga ng NA ng optical fiber ang divergence angle ng optical beam
Kapag ang mga optical fiber ay ginagamit kasabay ng mga lente o concave na salamin, ang halaga ng NA ay dapat na itugma nang malapit hangga't maaari upang maiwasan ang pagkawala ng enerhiya
Ang mga fiber optic spectrometer ay tumatanggap ng liwanag sa mga anggulo na tinutukoy ng kanilang NA (Numerical Aperture) na halaga.Ganap na magagamit ang signal ng insidente kung ang NA ng ilaw ng insidente ay mas mababa o katumbas ng NA ng spectrometer na iyon.Ang pagkawala ng enerhiya ay nangyayari kapag ang NA ng liwanag ng insidente ay mas malaki kaysa sa NA ng spectrometer.Bilang karagdagan sa fiber optic transmission, maaaring gamitin ang free-space optical coupling upang mangolekta ng mga light signal.Kabilang dito ang pag-converge ng parallel light sa isang slit gamit ang mga lente.Kapag gumagamit ng mga free-space na optical path, mahalagang pumili ng mga naaangkop na lens na may NA value na tumutugma sa spectrometer, habang tinitiyak din na ang slit ng spectrometer ay nakaposisyon sa focus ng lens upang makamit ang maximum light flux.
Libreng espasyo optical coupling
Oras ng post: Dis-13-2023