หน้าที่ของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสง

โดยทั่วไปแล้วเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสงจะใช้ใยแก้วนำแสงเป็นตัวเชื่อมสัญญาณ ซึ่งจะเชื่อมต่อกับเครื่องสเปกโตรมิเตอร์เพื่อวิเคราะห์สเปกตรัม ด้วยความสะดวกสบายของใยแก้วนำแสง ผู้ใช้จึงสามารถสร้างระบบรับสเปกตรัมได้อย่างยืดหยุ่น

ข้อดีของเครื่องวัดสเปกตรัมแบบไฟเบอร์ออปติกคือระบบการวัดแบบแยกส่วนและความยืดหยุ่น ไมโครเครื่องวัดสเปกตรัมใยแก้วนำแสงจาก MUT ในเยอรมนีนั้นรวดเร็วมากจนสามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์ออนไลน์ได้ และเนื่องจากการใช้เครื่องตรวจจับอเนกประสงค์ราคาประหยัด ค่าใช้จ่ายของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์จึงลดลง และต้นทุนของระบบการวัดทั้งหมดก็ลดลงเช่นกัน

ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสงประกอบด้วยตะแกรง ช่องเปิด และตัวตรวจจับ พารามิเตอร์ของส่วนประกอบเหล่านี้ต้องระบุเมื่อซื้อเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ ประสิทธิภาพของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ขึ้นอยู่กับการผสมผสานและการสอบเทียบที่แม่นยำของส่วนประกอบเหล่านี้ หลังจากการสอบเทียบเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสงแล้ว โดยหลักการแล้ว อุปกรณ์เสริมเหล่านี้จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

การแนะนำฟังก์ชั่น

ตะแกรง

การเลือกเกรตติ้งขึ้นอยู่กับช่วงสเปกตรัมและข้อกำหนดความละเอียด สำหรับเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสง ช่วงสเปกตรัมโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 200 นาโนเมตร ถึง 2500 นาโนเมตร เนื่องจากต้องการความละเอียดที่ค่อนข้างสูง จึงยากที่จะได้ช่วงสเปกตรัมที่กว้าง ในขณะเดียวกัน ยิ่งต้องการความละเอียดสูง ฟลักซ์ส่องสว่างก็จะยิ่งน้อยลง สำหรับข้อกำหนดความละเอียดที่ต่ำกว่าและช่วงสเปกตรัมที่กว้างขึ้น เกรตติ้งที่ 300 เส้น/มม. มักเป็นตัวเลือก หากต้องการความละเอียดสเปกตรัมที่ค่อนข้างสูง สามารถทำได้โดยเลือกเกรตติ้งที่มี 3600 เส้น/มม. หรือเลือกตัวตรวจจับที่มีความละเอียดพิกเซลสูงกว่า

รอยแยก

ช่องแคบที่แคบกว่าสามารถเพิ่มความละเอียดได้ แต่ฟลักซ์แสงจะเล็กกว่า ในทางกลับกัน ช่องแคบที่กว้างขึ้นสามารถเพิ่มความไวแสงได้ แต่ต้องแลกมาด้วยความละเอียดที่ลดลง ในการใช้งานที่แตกต่างกัน การเลือกความกว้างของช่องแคบที่เหมาะสมจะถูกเลือกเพื่อให้ได้ผลการทดสอบโดยรวมที่ดีที่สุด

โพรบ

เครื่องตรวจจับจะกำหนดความละเอียดและความไวของสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสงในบางแง่มุม โดยหลักการแล้วพื้นที่ไวแสงของเครื่องตรวจจับจะถูกจำกัด จะถูกแบ่งออกเป็นพิกเซลขนาดเล็กจำนวนมากเพื่อให้ได้ความละเอียดสูง หรือจะถูกแบ่งออกเป็นพิกเซลขนาดเล็กแต่มีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อให้ได้ความไวสูง โดยทั่วไปแล้ว ความไวของเครื่องตรวจจับ CCD จะดีกว่า ดังนั้นจึงสามารถได้ความละเอียดที่ดีขึ้นได้โดยไม่ต้องมีความไวในระดับหนึ่ง เนื่องจากเครื่องตรวจจับ InGaAs มีความไวสูงและสัญญาณรบกวนความร้อนสูง จึงสามารถปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการทำความเย็น

ฟิลเตอร์ออปติคอล

เนื่องจากสเปกตรัมมีเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนแบบหลายขั้นตอน การรบกวนจากการเลี้ยวเบนแบบหลายขั้นตอนจึงลดลงได้ด้วยการใช้ฟิลเตอร์ แตกต่างจากสเปกโตรมิเตอร์ทั่วไป สเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสงจะเคลือบสารตรวจจับไว้ ซึ่งต้องติดตั้งที่โรงงานโดยตรง นอกจากนี้ การเคลือบสารยังช่วยป้องกันการสะท้อนกลับและปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของระบบอีกด้วย

ประสิทธิภาพของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยช่วงสเปกตรัม ความละเอียดเชิงแสง และความไวแสง การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ใดพารามิเตอร์หนึ่งมักจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของพารามิเตอร์อื่นๆ

ความท้าทายหลักของสเปกโตรมิเตอร์ไม่ใช่การทำให้พารามิเตอร์ทั้งหมดมีค่าสูงสุด ณ เวลาที่ผลิต แต่คือการทำให้ตัวบ่งชี้ทางเทคนิคของสเปกโตรมิเตอร์ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในพื้นที่สามมิติ กลยุทธ์นี้ช่วยให้สเปกโตรมิเตอร์สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ เพื่อให้ได้ผลตอบแทนสูงสุดด้วยการลงทุนที่น้อยที่สุด ขนาดของลูกบาศก์ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ทางเทคนิคที่สเปกโตรมิเตอร์ต้องการ และขนาดของลูกบาศก์ยังสัมพันธ์กับความซับซ้อนของสเปกโตรมิเตอร์และราคาของผลิตภัณฑ์สเปกโตรมิเตอร์ ผลิตภัณฑ์สเปกโตรมิเตอร์ควรมีคุณสมบัติตรงตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่ลูกค้าต้องการอย่างครบถ้วน

ช่วงสเปกตรัม

เครื่องสเปกโตรมิเตอร์เมื่อมีช่วงสเปกตรัมที่เล็กกว่า มักจะให้ข้อมูลสเปกตรัมที่ละเอียด ในขณะที่ช่วงสเปกตรัมขนาดใหญ่จะมีช่วงการมองเห็นที่กว้างกว่า ดังนั้น ช่วงสเปกตรัมของเครื่องสเปกโตรมิเตอร์จึงเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องระบุให้ชัดเจน

ปัจจัยที่มีผลต่อช่วงสเปกตรัม ได้แก่ กริดติ้งและตัวตรวจจับเป็นหลัก และกริดติ้งและตัวตรวจจับที่สอดคล้องกันจะถูกเลือกตามความต้องการที่แตกต่างกัน

ความอ่อนไหว

เมื่อพูดถึงความไวนั้น สิ่งสำคัญคือต้องแยกความแตกต่างระหว่างความไวในการวัดแสง (ความแรงของสัญญาณที่น้อยที่สุดที่เครื่องสเปกโตรมิเตอร์สามารถตรวจจับได้) และความไวในการวัดองค์ประกอบ (ความแตกต่างที่เล็กที่สุดในการดูดกลืนที่เครื่องสเปกโตรมิเตอร์สามารถวัดได้)

ก. ความไวแสง

สำหรับการใช้งานที่ต้องการเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ความไวสูง เช่น ฟลูออเรสเซนซ์และรามาน เราขอแนะนำเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสง SEK ที่ระบายความร้อนด้วยความร้อน พร้อมตัวตรวจจับ CCD แบบอาร์เรย์สองมิติ 1024 พิกเซลที่ระบายความร้อนด้วยความร้อน รวมถึงเลนส์ควบแน่นของตัวตรวจจับ กระจกสีทอง และช่องเปิดกว้าง (100 ไมโครเมตรหรือกว้างกว่า) แบบจำลองนี้สามารถใช้เวลาในการรวมสัญญาณนาน (ตั้งแต่ 7 มิลลิวินาทีถึง 15 นาที) เพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณ และลดสัญญาณรบกวนและปรับปรุงช่วงไดนามิก

ข. ความไวต่อสโตอิชิโอเมตริก

เพื่อตรวจจับค่าอัตราการดูดกลืนแสงสองค่าที่มีแอมพลิจูดใกล้เคียงกัน ไม่เพียงแต่ต้องมีความไวของตัวตรวจจับเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนด้วย ตัวตรวจจับที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงสุดคือตัวตรวจจับ CCD แบบสองมิติ 1024 พิกเซลแบบแช่เย็นเทอร์โมอิเล็กทริกในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ SEK ที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน 1,000:1 ค่าเฉลี่ยของภาพสเปกตรัมหลายภาพยังสามารถปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้ และการเพิ่มค่าเฉลี่ยจะทำให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้นที่ความเร็วรากที่สอง ตัวอย่างเช่น ค่าเฉลี่ย 100 เท่าสามารถเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้ 10 เท่า เป็น 10,000:1

ปณิธาน

ความละเอียดเชิงแสงเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดความสามารถในการแยกแสง หากคุณต้องการความละเอียดเชิงแสงที่สูงมาก เราขอแนะนำให้เลือกแบบเกรตติงที่มีเส้น 1200 เส้น/มม. ขึ้นไป พร้อมด้วยช่องแคบและตัวตรวจจับ CCD ขนาด 2048 หรือ 3648 พิกเซล