ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრის ფუნქცია

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრები, როგორც წესი, იყენებენ ოპტიკურ ბოჭკოს სიგნალის შემაერთებლად, რომელიც ფოტომეტრიულად უკავშირდება სპექტრომეტრს სპექტრული ანალიზისთვის. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის მოხერხებულობის გამო, მომხმარებლებს შეუძლიათ ძალიან მოქნილად ააწყონ სპექტრის შეგროვების სისტემა.

ბოჭკოვანი ოპტიკური სპექტრომეტრების უპირატესობა გაზომვის სისტემის მოდულარობა და მოქნილობაა. მიკროოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრიგერმანიაში, MUT-ის მიერ წარმოებული სპექტრომეტრი იმდენად სწრაფია, რომ მისი გამოყენება ონლაინ ანალიზისთვისაც შესაძლებელია. იაფი უნივერსალური დეტექტორების გამოყენების წყალობით, სპექტრომეტრის ღირებულება მცირდება და შესაბამისად, მთელი საზომი სისტემის ღირებულებაც მცირდება.

ბოჭკოვანი სპექტრომეტრის ძირითადი კონფიგურაცია შედგება ბადის, ჭრილისა და დეტექტორისგან. ამ კომპონენტების პარამეტრები უნდა იყოს მითითებული სპექტრომეტრის შეძენისას. სპექტრომეტრის მუშაობა დამოკიდებულია ამ კომპონენტების ზუსტ კომბინაციასა და კალიბრაციაზე, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრის კალიბრაციის შემდეგ, პრინციპში, ამ აქსესუარებს არანაირი ცვლილება არ შეიძლება ჰქონდეს.

ფუნქციის შესავალი

გისოსები

ბადის არჩევანი დამოკიდებულია სპექტრულ დიაპაზონსა და გარჩევადობის მოთხოვნებზე. ბოჭკოვანი სპექტრომეტრებისთვის სპექტრული დიაპაზონი, როგორც წესი, 200 ნმ-დან 2500 ნმ-მდეა. შედარებით მაღალი გარჩევადობის მოთხოვნის გამო, რთულია ფართო სპექტრული დიაპაზონის მიღება; ამავდროულად, რაც უფრო მაღალია გარჩევადობის მოთხოვნა, მით ნაკლებია სინათლის ნაკადი. დაბალი გარჩევადობისა და ფართო სპექტრული დიაპაზონის მოთხოვნებისთვის, ჩვეულებრივი არჩევანია 300 ხაზი/მმ ბადე. თუ საჭიროა შედარებით მაღალი სპექტრული გარჩევადობა, მისი მიღწევა შესაძლებელია 3600 ხაზი/მმ ბადის არჩევით, ან უფრო მაღალი პიქსელის გარჩევადობის მქონე დეტექტორის არჩევით.

ჭრილი

უფრო ვიწრო ჭრილს შეუძლია გააუმჯობესოს გარჩევადობა, მაგრამ სინათლის ნაკადი უფრო მცირეა; მეორეს მხრივ, უფრო ფართო ჭრილებს შეუძლიათ გაზარდონ მგრძნობელობა, მაგრამ გარჩევადობის ხარჯზე. სხვადასხვა გამოყენების მოთხოვნებში, ტესტის საერთო შედეგის ოპტიმიზაციისთვის შეირჩევა შესაბამისი ჭრილის სიგანე.

ზონდი

დეტექტორი გარკვეულწილად განსაზღვრავს ბოჭკოვანი სპექტრომეტრის გარჩევადობას და მგრძნობელობას, დეტექტორზე სინათლის მიმართ მგრძნობელობის რეგიონი პრინციპში შეზღუდულია, მაღალი გარჩევადობისთვის ის იყოფა მრავალ პატარა პიქსელად ან მაღალი მგრძნობელობისთვის იყოფა ნაკლებ, მაგრამ უფრო დიდ პიქსელებად. ზოგადად, CCD დეტექტორის მგრძნობელობა უკეთესია, ამიტომ უკეთესი გარჩევადობის მიღება შესაძლებელია გარკვეული ხარისხით მგრძნობელობის გარეშე. InGaAs დეტექტორის მაღალი მგრძნობელობისა და თერმული ხმაურის გამო ახლო ინფრაწითელ დიაპაზონში, სისტემის სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა შეიძლება ეფექტურად გაუმჯობესდეს გაგრილების საშუალებით.

ოპტიკური ფილტრი

სპექტრის მრავალსაფეხურიანი დიფრაქციის ეფექტის გამო, მრავალსაფეხურიანი დიფრაქციის ინტერფერენციის შემცირება შესაძლებელია ფილტრის გამოყენებით. ჩვეულებრივი სპექტრომეტრებისგან განსხვავებით, ბოჭკოვანი ოპტიკური სპექტრომეტრები დეტექტორზე დაფარულია საფარით და ფუნქციის ეს ნაწილი ქარხანაში უნდა დამონტაჟდეს. ამავდროულად, საფარს ასევე აქვს არეკვლის საწინააღმდეგო ფუნქცია და აუმჯობესებს სისტემის სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობას.

სპექტრომეტრის მუშაობა ძირითადად განისაზღვრება სპექტრული დიაპაზონით, ოპტიკური გარჩევადობითა და მგრძნობელობით. ამ პარამეტრებიდან ერთ-ერთის ცვლილება, როგორც წესი, გავლენას ახდენს სხვა პარამეტრების მუშაობაზე.

სპექტრომეტრის მთავარი გამოწვევა არ არის წარმოების დროს ყველა პარამეტრის მაქსიმიზაცია, არამედ ის, რომ სპექტრომეტრის ტექნიკური მაჩვენებლები აკმაყოფილებდეს სამგანზომილებიანი სივრცის შერჩევისას სხვადასხვა გამოყენების შესრულების მოთხოვნებს. ეს სტრატეგია საშუალებას აძლევს სპექტრომეტრს დააკმაყოფილოს მომხმარებლები მაქსიმალური შემოსავლის მისაღებად მინიმალური ინვესტიციით. კუბის ზომა დამოკიდებულია სპექტრომეტრის მიერ მიღწეულ ტექნიკურ მაჩვენებლებზე და მისი ზომა დაკავშირებულია სპექტრომეტრის სირთულესთან და სპექტრომეტრის პროდუქტის ფასთან. სპექტრომეტრის პროდუქტები სრულად უნდა აკმაყოფილებდეს მომხმარებლების მიერ მოთხოვნილ ტექნიკურ პარამეტრებს.

სპექტრული დიაპაზონი

სპექტრომეტრებიუფრო მცირე სპექტრული დიაპაზონის მქონე სპექტრომეტრები, როგორც წესი, დეტალურ სპექტრულ ინფორმაციას იძლევიან, ხოლო დიდი სპექტრული დიაპაზონები უფრო ფართო ხილული დიაპაზონით ხასიათდება. ამიტომ, სპექტრომეტრის სპექტრული დიაპაზონი ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრია, რომელიც მკაფიოდ უნდა იყოს მითითებული.

სპექტრულ დიაპაზონზე მოქმედი ფაქტორები ძირითადად ბადე და დეტექტორია, ხოლო შესაბამისი ბადე და დეტექტორი შეირჩევა სხვადასხვა მოთხოვნების შესაბამისად.

მგრძნობელობა

მგრძნობელობაზე საუბრისას, მნიშვნელოვანია განვასხვავოთ ფოტომეტრიაში მგრძნობელობა (სიგნალის ყველაზე მცირე სიძლიერე, რომელიც...)სპექტრომეტრიშეუძლია აღმოაჩინოს) და მგრძნობელობა სტექიომეტრიაში (შთანთქმის ყველაზე მცირე განსხვავება, რომლის გაზომვაც სპექტრომეტრს შეუძლია).

ა. ფოტომეტრიული მგრძნობელობა

მაღალი მგრძნობელობის სპექტრომეტრების, როგორიცაა ფლუორესცენციის და რამანის სპექტრომეტრები, გამოყენებისთვის გირჩევთ SEK თერმოგაცივებულ ოპტიკურ-ბოჭკოვან სპექტრომეტრებს თერმოგაცივებული 1024 პიქსელიანი ორგანზომილებიანი მასივის CCD დეტექტორებით, ასევე დეტექტორის კონდენსაციის ლინზებით, ოქროსფერი სარკეებით და ფართო ჭრილებით (100μm ან უფრო ფართო). ამ მოდელს შეუძლია გამოიყენოს ხანგრძლივი ინტეგრაციის დრო (7 მილიწამიდან 15 წუთამდე) სიგნალის სიძლიერის გასაუმჯობესებლად და შეუძლია შეამციროს ხმაური და გააუმჯობესოს დინამიური დიაპაზონი.

ბ. სტოქიომეტრიული მგრძნობელობა

ორი ძალიან ახლო ამპლიტუდით შთანთქმის სიჩქარის მნიშვნელობის აღმოსაჩენად საჭიროა არა მხოლოდ დეტექტორის მგრძნობელობა, არამედ სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობაც. ყველაზე მაღალი სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობის მქონე დეტექტორი არის SEK სპექტრომეტრში არსებული თერმოელექტრული მაცივრიანი 1024 პიქსელიანი ორგანზომილებიანი მასივის CCD დეტექტორი 1000:1 სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობით. მრავალი სპექტრული გამოსახულების საშუალო მაჩვენებელს ასევე შეუძლია გააუმჯობესოს სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა და საშუალო რიცხვის ზრდა გამოიწვევს სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობის ზრდას კვადრატული ფესვის სიჩქარით, მაგალითად, 100-ჯერ საშუალო მაჩვენებელს შეუძლია სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობის 10-ჯერ გაზრდა, 10,000:1-მდე მიღწევა.

გარჩევადობა

ოპტიკური გარჩევადობა ოპტიკური დაშლის უნარის გასაზომად მნიშვნელოვანი პარამეტრია. თუ ძალიან მაღალი ოპტიკური გარჩევადობა გჭირდებათ, გირჩევთ, აირჩიოთ 1200 ხაზი/მმ ან მეტის მქონე ბადე, ვიწრო ჭრილით და 2048 ან 3648 პიქსელიანი CCD დეტექტორით.