ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर का कार्य

ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर आमतौर पर सिग्नल कपलर के रूप में ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करते हैं, जिसे स्पेक्ट्रल विश्लेषण के लिए स्पेक्ट्रोमीटर से फोटोमेट्रिक रूप से जोड़ा जाएगा। ऑप्टिकल फाइबर की सुविधा के कारण, उपयोगकर्ता स्पेक्ट्रम अधिग्रहण प्रणाली बनाने में बहुत लचीले हो सकते हैं।

फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर का लाभ माप प्रणाली की मॉड्यूलरिटी और लचीलापन है। माइक्रोऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटरजर्मनी में MUT से प्राप्त स्पेक्ट्रोमीटर इतना तेज़ है कि इसका उपयोग ऑनलाइन विश्लेषण के लिए किया जा सकता है। और कम लागत वाले सार्वभौमिक डिटेक्टरों के उपयोग के कारण, स्पेक्ट्रोमीटर की लागत कम हो जाती है, और इस प्रकार संपूर्ण मापन प्रणाली की लागत कम हो जाती है।

फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर का मूल विन्यास एक ग्रेटिंग, एक स्लिट और एक डिटेक्टर से बना होता है। स्पेक्ट्रोमीटर खरीदते समय इन घटकों के मापदंडों को निर्दिष्ट करना आवश्यक है। स्पेक्ट्रोमीटर का प्रदर्शन इन घटकों के सटीक संयोजन और अंशांकन पर निर्भर करता है। ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर के अंशांकन के बाद, सिद्धांत रूप में, इन सहायक उपकरणों में कोई परिवर्तन नहीं किया जा सकता है।

फ़ंक्शन परिचय

कर्कश

ग्रेटिंग का चुनाव वर्णक्रमीय परास और विभेदन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के लिए, वर्णक्रमीय परास आमतौर पर 200nm और 2500nm के बीच होता है। अपेक्षाकृत उच्च विभेदन की आवश्यकता के कारण, विस्तृत वर्णक्रमीय परास प्राप्त करना कठिन होता है; साथ ही, विभेदन की आवश्यकता जितनी अधिक होगी, दीप्त फ्लक्स उतना ही कम होगा। कम विभेदन और व्यापक वर्णक्रमीय परास की आवश्यकताओं के लिए, 300 लाइन/मिमी ग्रेटिंग सामान्य विकल्प है। यदि अपेक्षाकृत उच्च वर्णक्रमीय विभेदन की आवश्यकता है, तो इसे 3600 लाइन/मिमी ग्रेटिंग या अधिक पिक्सेल विभेदन वाले डिटेक्टर का चयन करके प्राप्त किया जा सकता है।

भट्ठा

संकरी स्लिट से रिज़ॉल्यूशन में सुधार हो सकता है, लेकिन प्रकाश प्रवाह छोटा होता है; दूसरी ओर, चौड़ी स्लिट से संवेदनशीलता बढ़ सकती है, लेकिन रिज़ॉल्यूशन की कीमत पर। विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं में, समग्र परीक्षण परिणाम को अनुकूलित करने के लिए उपयुक्त स्लिट चौड़ाई का चयन किया जाता है।

जांच

डिटेक्टर कुछ मायनों में फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता को निर्धारित करता है। डिटेक्टर पर प्रकाश-संवेदनशील क्षेत्र सैद्धांतिक रूप से सीमित होता है, इसे उच्च रिज़ॉल्यूशन के लिए कई छोटे पिक्सेल में विभाजित किया जाता है या उच्च संवेदनशीलता के लिए कम लेकिन बड़े पिक्सेल में विभाजित किया जाता है। आमतौर पर, सीसीडी डिटेक्टर की संवेदनशीलता बेहतर होती है, इसलिए आप कुछ हद तक संवेदनशीलता के बिना भी बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकते हैं। निकट अवरक्त में InGaAs डिटेक्टर की उच्च संवेदनशीलता और तापीय शोर के कारण, सिस्टम के सिग्नल-टू-शोर अनुपात को प्रशीतन के माध्यम से प्रभावी ढंग से बेहतर बनाया जा सकता है।

ऑप्टिकल फिल्टर

स्पेक्ट्रम के बहु-चरणीय विवर्तन प्रभाव के कारण, फ़िल्टर का उपयोग करके बहु-चरणीय विवर्तन के व्यतिकरण को कम किया जा सकता है। पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटरों के विपरीत, फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर डिटेक्टर पर लेपित होते हैं, और इस कार्य को कारखाने में ही स्थापित करना आवश्यक होता है। साथ ही, इस कोटिंग में प्रति-परावर्तन का कार्य भी होता है और यह सिस्टम के सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करता है।

स्पेक्ट्रोमीटर का प्रदर्शन मुख्यतः वर्णक्रमीय परास, प्रकाशीय विभेदन और संवेदनशीलता द्वारा निर्धारित होता है। इनमें से किसी एक पैरामीटर में परिवर्तन आमतौर पर अन्य पैरामीटर के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा।

स्पेक्ट्रोमीटर की मुख्य चुनौती निर्माण के समय सभी मापदंडों को अधिकतम करना नहीं है, बल्कि स्पेक्ट्रोमीटर के तकनीकी संकेतकों को इस त्रि-आयामी स्थान चयन में विभिन्न अनुप्रयोगों की प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुरूप बनाना है। यह रणनीति स्पेक्ट्रोमीटर को न्यूनतम निवेश पर अधिकतम लाभ के लिए ग्राहकों को संतुष्ट करने में सक्षम बनाती है। क्यूब का आकार उन तकनीकी संकेतकों पर निर्भर करता है जिन्हें स्पेक्ट्रोमीटर को प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, और इसका आकार स्पेक्ट्रोमीटर की जटिलता और स्पेक्ट्रोमीटर उत्पाद की कीमत से संबंधित होता है। स्पेक्ट्रोमीटर उत्पादों को ग्राहकों द्वारा आवश्यक तकनीकी मापदंडों को पूरी तरह से पूरा करना चाहिए।

वर्णक्रमीय श्रेणी

स्पेक्ट्रोमीटरछोटी स्पेक्ट्रल रेंज वाले स्पेक्ट्रोमीटर आमतौर पर विस्तृत स्पेक्ट्रल जानकारी देते हैं, जबकि बड़ी स्पेक्ट्रल रेंज वाले स्पेक्ट्रोमीटर की दृश्य रेंज व्यापक होती है। इसलिए, स्पेक्ट्रोमीटर की स्पेक्ट्रल रेंज उन महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है जिन्हें स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

वर्णक्रमीय सीमा को प्रभावित करने वाले कारक मुख्य रूप से झंझरी और डिटेक्टर हैं, और संबंधित झंझरी और डिटेक्टर को विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाता है।

संवेदनशीलता

संवेदनशीलता की बात करें तो, फोटोमेट्री में संवेदनशीलता (सबसे छोटी सिग्नल शक्ति जो एकस्पेक्ट्रोमीटरपता लगा सकता है) और स्टोइकोमेट्री में संवेदनशीलता (अवशोषण में सबसे छोटा अंतर जिसे स्पेक्ट्रोमीटर माप सकता है)।

क. फोटोमेट्रिक संवेदनशीलता

उच्च संवेदनशीलता वाले स्पेक्ट्रोमीटर, जैसे कि प्रतिदीप्ति और रमन, की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, हम SEK थर्मो-कूल्ड ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर, थर्मो-कूल्ड 1024 पिक्सेल द्वि-आयामी ऐरे CCD डिटेक्टरों, साथ ही डिटेक्टर संघनक लेंस, स्वर्ण दर्पणों और चौड़ी स्लिट्स (100μm या उससे अधिक चौड़ी) की सलाह देते हैं। यह मॉडल सिग्नल की शक्ति में सुधार के लिए लंबे एकीकरण समय (7 मिलीसेकंड से 15 मिनट तक) का उपयोग कर सकता है, और शोर को कम कर सकता है और गतिशील रेंज में सुधार कर सकता है।

ख. स्टोइकोमेट्रिक संवेदनशीलता

अत्यंत निकट आयाम वाले अवशोषण दर के दो मानों का पता लगाने के लिए, न केवल संसूचक की संवेदनशीलता, बल्कि संकेत-से-शोर अनुपात की भी आवश्यकता होती है। उच्चतम संकेत-से-शोर अनुपात वाला संसूचक SEK स्पेक्ट्रोमीटर में थर्मोइलेक्ट्रिक रेफ्रिजरेटेड 1024-पिक्सेल द्वि-आयामी ऐरे CCD संसूचक है, जिसका संकेत-से-शोर अनुपात 1000:1 है। अनेक वर्णक्रमीय छवियों का औसत भी संकेत-से-शोर अनुपात में सुधार कर सकता है, और औसत संख्या में वृद्धि से संकेत-से-शोर अनुपात वर्गमूल गति से बढ़ेगा। उदाहरण के लिए, 100 गुना का औसत संकेत-से-शोर अनुपात को 10 गुना बढ़ाकर 10,000:1 तक पहुँचा सकता है।

संकल्प

ऑप्टिकल विखंडन क्षमता को मापने के लिए ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यदि आपको बहुत उच्च ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है, तो हम अनुशंसा करते हैं कि आप 1200 लाइन/मिमी या उससे अधिक वाली ग्रेटिंग, एक संकीर्ण स्लिट और 2048 या 3648 पिक्सेल सीसीडी डिटेक्टर चुनें।