หน้าที่ของสเปกโตรมิเตอร์ใยแก้วนำแสง

โดยทั่วไปแล้ว สเปกโทรเมตรแบบใยแก้วนำแสงจะใช้ใยแก้วนำแสงเป็นตัวเชื่อมต่อสัญญาณ ซึ่งจะเชื่อมต่อทางโฟโตเมตริกกับสเปกโทรเมตรเพื่อวิเคราะห์สเปกตรัม เนื่องจากความสะดวกของใยแก้วนำแสง ผู้ใช้จึงมีความยืดหยุ่นสูงในการสร้างระบบเก็บรวบรวมสเปกตรัม

ข้อดีของสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงคือความเป็นโมดูลาร์และความยืดหยุ่นของระบบการวัด ไมโครสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมจาก MUT ในเยอรมนีนั้นเร็วมากจนสามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์แบบออนไลน์ได้ และเนื่องจากการใช้ตัวตรวจจับอเนกประสงค์ราคาประหยัด ทำให้ต้นทุนของสเปกโทรเมตรลดลง และด้วยเหตุนี้ต้นทุนของระบบการวัดทั้งหมดจึงลดลงด้วย

ส่วนประกอบพื้นฐานของสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงประกอบด้วยตะแกรง ช่องแคบ และตัวตรวจจับ พารามิเตอร์ของส่วนประกอบเหล่านี้จะต้องระบุให้ชัดเจนเมื่อซื้อสเปกโทรเมตร ประสิทธิภาพของสเปกโทรเมตรขึ้นอยู่กับการผสมผสานและการปรับเทียบส่วนประกอบเหล่านี้อย่างแม่นยำ หลังจากปรับเทียบสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงแล้ว โดยหลักการแล้ว อุปกรณ์เสริมเหล่านี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก

การแนะนำฟังก์ชัน

ตะแกรง

การเลือกใช้ตะแกรงกระจายแสงขึ้นอยู่กับช่วงสเปกตรัมและความต้องการความละเอียด สำหรับสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสง ช่วงสเปกตรัมโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 200 นาโนเมตรถึง 2500 นาโนเมตร เนื่องจากความต้องการความละเอียดที่ค่อนข้างสูง จึงยากที่จะได้ช่วงสเปกตรัมที่กว้าง ในขณะเดียวกัน ยิ่งความต้องการความละเอียดสูงเท่าใด ฟลักซ์แสงก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น สำหรับความต้องการความละเอียดต่ำและช่วงสเปกตรัมที่กว้างกว่า ตะแกรงกระจายแสง 300 เส้น/มม. เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้ หากต้องการความละเอียดสเปกตรัมที่ค่อนข้างสูง สามารถทำได้โดยการเลือกตะแกรงกระจายแสงที่มี 3600 เส้น/มม. หรือเลือกตัวตรวจจับที่มีความละเอียดพิกเซลสูงกว่า

รอยแยก

ช่องแคบที่แคบกว่าจะช่วยเพิ่มความละเอียด แต่ปริมาณแสงจะน้อยลง ในทางกลับกัน ช่องแคบที่กว้างกว่าจะช่วยเพิ่มความไว แต่ความละเอียดจะลดลง ดังนั้น ในการใช้งานที่แตกต่างกัน จึงต้องเลือกความกว้างของช่องแคบที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพผลการทดสอบโดยรวม

โพรบ

ตัวตรวจจับมีส่วนกำหนดความละเอียดและความไวของสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสง โดยหลักการแล้ว บริเวณที่ไวต่อแสงบนตัวตรวจจับนั้นมีจำกัด จึงถูกแบ่งออกเป็นพิกเซลขนาดเล็กจำนวนมากเพื่อให้ได้ความละเอียดสูง หรือแบ่งออกเป็นพิกเซลจำนวนน้อยแต่ขนาดใหญ่เพื่อให้ได้ความไวสูง โดยทั่วไปแล้ว ตัวตรวจจับ CCD มีความไวดีกว่า ดังนั้นจึงสามารถได้ความละเอียดที่ดีขึ้นโดยไม่ต้องลดความไวลงในระดับหนึ่ง เนื่องจากความไวสูงและสัญญาณรบกวนจากความร้อนของตัวตรวจจับ InGaAs ในช่วงอินฟราเรดใกล้ อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของระบบจึงสามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีการทำความเย็น

ตัวกรองแสง

เนื่องจากปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนหลายขั้นตอนของสเปกตรัมเอง การรบกวนจากการเลี้ยวเบนหลายขั้นตอนจึงสามารถลดลงได้โดยใช้ตัวกรอง แตกต่างจากสเปกโทรเมตรแบบดั้งเดิม สเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงมีการเคลือบที่ตัวตรวจจับ และส่วนนี้จำเป็นต้องติดตั้งที่โรงงาน ในขณะเดียวกัน การเคลือบยังมีคุณสมบัติป้องกันการสะท้อนแสงและช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของระบบด้วย

ประสิทธิภาพของสเปกโทรเมตรส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับช่วงสเปกตรัม ความละเอียดเชิงแสง และความไว การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ใดพารามิเตอร์หนึ่งมักจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของพารามิเตอร์อื่นๆ ด้วย

ความท้าทายหลักของเครื่องสเปกโทรเมตรไม่ใช่การเพิ่มค่าพารามิเตอร์ทั้งหมดให้สูงสุดในขั้นตอนการผลิต แต่เป็นการทำให้ตัวชี้วัดทางเทคนิคของเครื่องสเปกโทรเมตรตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันในพื้นที่สามมิติ กลยุทธ์นี้ช่วยให้เครื่องสเปกโทรเมตรสามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าเพื่อให้ได้ผลตอบแทนสูงสุดด้วยการลงทุนขั้นต่ำ ขนาดของลูกบาศก์ขึ้นอยู่กับตัวชี้วัดทางเทคนิคที่เครื่องสเปกโทรเมตรต้องบรรลุ และขนาดของมันเกี่ยวข้องกับความซับซ้อนของเครื่องสเปกโทรเมตรและราคาของผลิตภัณฑ์ เครื่องสเปกโทรเมตรควรตรงตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่ลูกค้าต้องการอย่างครบถ้วน

ช่วงสเปกตรัม

สเปกโตรมิเตอร์โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดสเปกตรัมที่มีช่วงสเปกตรัมแคบกว่าจะให้ข้อมูลสเปกตรัมที่ละเอียดกว่า ในขณะที่เครื่องวัดสเปกตรัมที่มีช่วงสเปกตรัมกว้างกว่าจะมีช่วงการมองเห็นที่กว้างกว่า ดังนั้น ช่วงสเปกตรัมของเครื่องวัดสเปกตรัมจึงเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องระบุให้ชัดเจน

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อช่วงสเปกตรัมคือตะแกรงและตัวตรวจจับ โดยจะเลือกตะแกรงและตัวตรวจจับที่เหมาะสมตามความต้องการที่แตกต่างกัน

ความไว

เมื่อพูดถึงความไวในการวัดแสง สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความไวในการวัดแสง (ความแรงของสัญญาณที่น้อยที่สุดที่...)สเปกโทรเมตรสามารถตรวจจับได้) และความไวในการวัดสัดส่วนทางเคมี (ความแตกต่างที่เล็กที่สุดในการดูดกลืนแสงที่เครื่องสเปกโทรเมตรสามารถวัดได้)

ก. ความไวในการวัดแสง

สำหรับงานที่ต้องการสเปกโทรเมตรที่มีความไวสูง เช่น การวัดฟลูออเรสเซนส์และรามาน เราขอแนะนำสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสงแบบระบายความร้อนด้วยความร้อนของ SEK ที่มาพร้อมกับตัวตรวจจับ CCD แบบอาร์เรย์สองมิติ 1024 พิกเซลแบบระบายความร้อนด้วยความร้อน รวมถึงเลนส์รวมแสง กระจกเงาเคลือบทอง และช่องรับแสงกว้าง (100 ไมโครเมตรหรือกว้างกว่า) รุ่นนี้สามารถใช้เวลาการรวมแสงนาน (ตั้งแต่ 7 มิลลิวินาทีถึง 15 นาที) เพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณ ลดสัญญาณรบกวน และปรับปรุงช่วงไดนามิกได้

ข. ความไวต่อสโตอิคิโอเมตรี

ในการตรวจจับค่าอัตราการดูดกลืนแสงสองค่าที่มีแอมพลิจูดใกล้เคียงกันมาก ไม่เพียงแต่ความไวของตัวตรวจจับเท่านั้นที่จำเป็น แต่ยังต้องมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงด้วย ตัวตรวจจับที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงสุดคือตัวตรวจจับ CCD แบบอาร์เรย์สองมิติ 1024 พิกเซลที่ใช้ระบบทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกในสเปกโทรเมตร SEK ซึ่งมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน 1000:1 การเฉลี่ยภาพสเปกตรัมหลายภาพยังสามารถปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้ และการเพิ่มจำนวนครั้งในการเฉลี่ยจะทำให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้นในอัตรารากที่สอง ตัวอย่างเช่น การเฉลี่ย 100 ครั้งสามารถเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้ 10 เท่า จนถึง 10,000:1

ปณิธาน

ความละเอียดเชิงแสงเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดความสามารถในการแยกแสง หากคุณต้องการความละเอียดเชิงแสงสูงมาก เราขอแนะนำให้เลือกตะแกรงที่มีเส้น 1200 เส้น/มม. ขึ้นไป พร้อมกับช่องแคบและตัวตรวจจับ CCD 2048 หรือ 3648 พิกเซล