สเปกโตรมิเตอร์ฮาร์ดแวร์การตรวจจับสัญญาณแสง

การตรวจจับสัญญาณแสงสเปกโตรมิเตอร์ฮาร์ดแวร์
A สเปกโตรมิเตอร์เป็นเครื่องมือทางแสงที่แยกแสงโพลีโครมาติกออกเป็นสเปกตรัม สเปกโตรมิเตอร์มีหลายประเภท นอกเหนือจากสเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้ในแถบแสงที่มองเห็นแล้ว ยังมีสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดและสเปกโตรมิเตอร์อัลตราไวโอเลตอีกด้วย ตามองค์ประกอบการกระจายตัวที่แตกต่างกัน มันสามารถแบ่งออกเป็นปริซึมสเปกโตรมิเตอร์ สเปกโตรมิเตอร์ตะแกรง และสเปกโตรมิเตอร์รบกวน ตามวิธีการตรวจจับนั้น มีสเปกโตรสโคปสำหรับการสังเกตด้วยตาโดยตรง สเปกโตรสโคปสำหรับการบันทึกด้วยฟิล์มไวแสง และสเปกโตรโฟโตมิเตอร์สำหรับการตรวจจับสเปกตรัมที่มีองค์ประกอบโฟโตอิเล็กทริกหรือเทอร์โมอิเล็กทริก โมโนโครมาโตรเป็นเครื่องมือสเปกตรัมที่ส่งออกเพียงเส้นโครมาโตกราฟีเส้นเดียวผ่านช่องสลิท และมักใช้ร่วมกับเครื่องมือวิเคราะห์อื่นๆ
สเปกโตรมิเตอร์ทั่วไปประกอบด้วยแท่นออปติคอลและระบบตรวจจับ ประกอบด้วยส่วนหลักดังต่อไปนี้:
1. รอยแยกเหตุการณ์: จุดวัตถุของระบบการถ่ายภาพของสเปกโตรมิเตอร์ที่เกิดขึ้นภายใต้การฉายรังสีของแสงที่ตกกระทบ
2. องค์ประกอบการคอลลิเมชัน: แสงที่ปล่อยออกมาจากรอยแยกจะกลายเป็นแสงคู่ขนาน องค์ประกอบคอลลิเมติ้งอาจเป็นเลนส์อิสระ กระจกเงา หรือรวมเข้ากับองค์ประกอบกระจายตัวโดยตรง เช่น ตะแกรงเว้าในสเปกโตรมิเตอร์ตะแกรงเว้า
(3) องค์ประกอบการกระจายตัว: โดยปกติจะใช้ตะแกรงเพื่อให้สัญญาณแสงในอวกาศกระจายไปตามความยาวคลื่นเป็นลำแสงหลาย ๆ
4. องค์ประกอบการโฟกัส: โฟกัสลำแสงกระจายเพื่อสร้างชุดภาพรอยตัดตกกระทบบนระนาบโฟกัส โดยที่จุดภาพแต่ละจุดสอดคล้องกับความยาวคลื่นเฉพาะ
5. อาร์เรย์ตัวตรวจจับ: วางอยู่บนระนาบโฟกัสเพื่อวัดความเข้มแสงของจุดภาพความยาวคลื่นแต่ละจุด อาเรย์เครื่องตรวจจับอาจเป็นอาเรย์ CCD หรืออาเรย์เครื่องตรวจจับแสงประเภทอื่นๆ
สเปกโตรมิเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดในห้องปฏิบัติการหลักคือโครงสร้าง CT และสเปกโตรมิเตอร์ประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าโมโนโครมาเตอร์ ซึ่งส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท:
1 โครงสร้าง CT การสแกนนอกแกนแบบสมมาตร โครงสร้างนี้เป็นเส้นทางแสงภายในมีความสมมาตรอย่างสมบูรณ์ ล้อทาวเวอร์ตะแกรงมีแกนกลางเพียงแกนเดียว เนื่องจากสมมาตรโดยสมบูรณ์ จะเกิดการเลี้ยวเบนทุติยภูมิ ส่งผลให้เกิดแสงเล็ดลอดที่รุนแรงเป็นพิเศษ และเนื่องจากเป็นการสแกนนอกแกน ความแม่นยำจึงลดลง
2 โครงสร้าง CT การสแกนตามแนวแกนไม่สมมาตร นั่นคือเส้นทางแสงภายในไม่สมมาตรอย่างสมบูรณ์ ล้อทาวเวอร์ตะแกรงมีสองแกนกลางเพื่อให้แน่ใจว่าการหมุนของตะแกรงถูกสแกนในแกน ยับยั้งแสงเล็ดลอดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงความแม่นยำ การออกแบบโครงสร้าง CT การสแกนในแกนแบบอสมมาตรนั้นหมุนรอบประเด็นสำคัญสามประการ: การปรับคุณภาพของภาพให้เหมาะสม การขจัดแสงที่เลี้ยวเบนทุติยภูมิ และการเพิ่มฟลักซ์การส่องสว่างให้สูงสุด
องค์ประกอบหลักคือ: ก. เหตุการณ์แหล่งกำเนิดแสงB. ร่องทางเข้า C. กระจกปรับแนว D. ตะแกรง E. กระจกโฟกัส F. ทางออก (ร่อง)G.เครื่องตรวจจับแสง
สเปกโตรสโคป (Spectroscope) เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่แบ่งแสงที่ซับซ้อนออกเป็นเส้นสเปกตรัมที่ประกอบด้วยปริซึมหรือตะแกรงเลี้ยวเบน ฯลฯ โดยใช้สเปกโตรมิเตอร์ในการวัดแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวของวัตถุ แสงเจ็ดสีในดวงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของตาเปล่าที่สามารถแบ่งออกได้ (แสงที่มองเห็นได้) แต่ถ้าสเปกโตรมิเตอร์จะสลายตัวดวงอาทิตย์ตามการจัดเรียงความยาวคลื่น แสงที่มองเห็นจะพิจารณาเพียงช่วงเล็ก ๆ ของสเปกตรัมเท่านั้น ที่เหลือด้วยตาเปล่าไม่สามารถแยกแยะสเปกตรัมได้ เช่น อินฟราเรด ไมโครเวฟ อัลตราไวโอเลต เอ็กซ์เรย์ เป็นต้น โดยการเก็บข้อมูลแสงด้วยสเปกโตรมิเตอร์ การพัฒนาแผ่นภาพถ่าย หรือการแสดงและวิเคราะห์เครื่องมือตัวเลขอัตโนมัติด้วยคอมพิวเตอร์ เพื่อตรวจสอบว่ามีองค์ประกอบใดบ้างที่มีอยู่ในบทความ เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับมลพิษทางอากาศ มลพิษทางน้ำ สุขอนามัยอาหาร อุตสาหกรรมโลหะ และอื่นๆ