ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर का कार्य

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

फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर का लाभ माप प्रणाली की मॉड्यूलरिटी और लचीलापन है।ऑप्टिकल 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 माप प्रणाली की लागत कम हो जाती है

फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के मूल विन्यास में एक झंझरी, एक भट्ठा और एक डिटेक्टर शामिल हैं। स्पेक्ट्रोमीटर खरीदते समय इन घटकों के मापदंडों को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। 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 बदलाव नहीं हो सकता है।

फ़ंक्शन परिचय

कर्कश

झंझरी का चुनाव वर्णक्रमीय सीमा और संकल्प आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के लिए, वर्णक्रमीय सीमा आमतौर पर 200nm और 2500nm के बीच होती है। अपेक्षाकृत उच्च संकल्प की आवश्यकता के कारण, एक विस्तृत वर्णक्रमीय सीमा प्राप्त करना मुश्किल है; साथ ही, संकल्प की आवश्यकता जितनी अधिक होगी, उतना ही कम चमकदार प्रवाह होगा। कम संकल्प और व्यापक वर्णक्रमीय सीमा की आवश्यकताओं के लिए, 300 लाइन / मिमी झंझरी सामान्य विकल्प है। यदि अपेक्षाकृत उच्च वर्णक्रमीय संकल्प की आवश्यकता है, तो इसे 3600 लाइन / मिमी के साथ एक झंझरी चुनकर या अधिक पिक्सेल संकल्प के साथ एक डिटेक्टर चुनकर 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 तरीकों से फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता को निर्धारित करता है, डिटेक्टर पर प्रकाश संवेदनशील क्षेत्र सिद्धांत रूप में सीमित 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। आम तौर पर, सीसीडी डिटेक्टर की संवेदनशीलता बेहतर होती है, इसलिए आप कुछ हद तक संवेदनशीलता के बिना बेहतर रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकते हैं। निकट अवरक्त में InGaAs डिटेक्टर की उच्च संवेदनशीलता और थर्मल शोर के कारण, सिस्टम के सिग्नल-टू-शोर अनुपात को प्रशीतन के माध्यम से प्रभावी रूप से सुधारा जा सकता है।

ऑप्टिकल फिल्टर

स्पेक्ट्रम के बहुस्तरीय विवर्तन प्रभाव के कारण, फ़िल्टर का उपयोग करके बहुस्तरीय विवर्तन के हस्तक्षेप को कम किया जा सकता है। पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटर के विपरीत, फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर डिटेक्टर पर लेपित होते हैं, और फ़ंक्शन के इस हिस्से को कारखाने में जगह पर स्थापित करने की आवश्यकता होती है। साथ ही, कोटिंग में एंटी-रिफ्लेक्शन का कार्य भी होता है और सिस्टम के सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार होता है।

स्पेक्ट्रोमीटर का प्रदर्शन मुख्य रूप से स्पेक्ट्रल रेंज, ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता द्वारा निर्धारित होता है। इनमें से किसी एक पैरामीटर में बदलाव से आमतौर पर दूसरे पैरामीटर का प्रदर्शन प्रभावित होगा।

स्पेक्ट्रोमीटर की मुख्य चुनौती निर्माण के समय सभी मापदंडों को अधिकतम करना नहीं है, बल्कि स्पेक्ट्रोमीटर के तकनीकी संकेतकों को इस त्रि-आयामी अंतरिक्ष चयन में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करना है। यह रणनीति स्पेक्ट्रोमीटर को न्यूनतम निवेश के साथ अधिकतम रिटर्न 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 में व्यापक दृश्य रेंज होती है। इसलिए, स्पेक्ट्रोमीटर की स्पेक्ट्रल रेंज उन महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है जिसे 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 एक सिग्नल को एक निश्चित सीमा तक मापती है) के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है।स्पेक्ट्रोमीटरपता लगा सकते हैं) और स्टोइकोमीट्री में संवेदनशीलता (अवशोषण में सबसे छोटा अंतर जिसे स्पेक्ट्रोमीटर माप सकता है)।

क. फोटोमेट्रिक संवेदनशीलता

ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिनमें उच्च संवेदनशीलता वाले स्पेक्ट्रोमीटर की आवश्यकता होती है, जैसे कि फ्लोरोसेंस और रमन, हम थर्मो-कूल्ड 1024 पिक्सेल दो-आयामी सरणी सीसीडी डिटेक्टरों के साथ-साथ डिटेक्टर कंडेनसिंग लेंस, गोल्ड मिरर और वाइड स्लिट्स (100μm या अधिक चौड़े) के साथ SEK थर्मो-कूल्ड ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर की सलाह देते हैं। यह मॉडल सिग्नल की ताकत को बेहतर बनाने 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।

बी. स्टोइकोमेट्रिक संवेदनशीलता

बहुत ही निकट आयाम के साथ अवशोषण दर के दो मानों का पता लगाने के लिए, न केवल डिटेक्टर की संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है, बल्कि सिग्नल-टू-शोर अनुपात की भी आवश्यकता होती है। उच्चतम सिग्नल-टू-शोर अनुपात वाला डिटेक्टर SEK स्पेक्ट्रोमीटर में थर्मोइलेक्ट्रिक रेफ्रिजरेटेड 1024-पिक्सेल दो-आयामी सरणी CCD डिटेक्टर है जिसका सिग्नल-टू-शोर अनुपात 1000:1 है। कई स्पेक्ट्रल छवियों का औसत भी सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार कर सकता है, और औसत संख्या में वृद्धि से सिग्नल-टू-शोर अनुपात वर्गमूल गति से बढ़ेगा, उदाहरण के लिए, 100 गुना का औसत सिग्नल-टू-शोर अनुपात को 10 गुना बढ़ा सकता है, जो 10,000:1 तक पहुंच सकता है।

संकल्प

ऑप्टिकल स्प्लिटिंग 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 के साथ एक संकीर्ण स्लिट और 2048 या 3648 पिक्सेल सीसीडी डिटेक्टर के साथ एक ग्रेटिंग चुनें।