وظيفة مطياف الألياف الضوئية

عادةً ما تستخدم مطياف الألياف الضوئية الألياف الضوئية كقاربة إشارة ، والتي ستكون مقرونة ضوئية مع مقياس الطيف للتحليل الطيفي. نظرًا لراحة الألياف الضوئية ، يمكن أن يكون المستخدمون مرنين للغاية لبناء نظام اكتساب الطيف.

ميزة مطياف الألياف البصرية هي النموذجية ومرونة نظام القياس. الدقيقةمطياف الألياف الضوئيةمن MUT في ألمانيا بسرعة كبيرة بحيث يمكن استخدامها للتحليل عبر الإنترنت. وبسبب استخدام أجهزة الكشف العالمية منخفضة التكلفة ، يتم تقليل تكلفة المطياف ، وبالتالي يتم تقليل تكلفة نظام القياس بأكمله

يتكون التكوين الأساسي لمطياف الألياف البصرية من صريف ، وشق ، وكاشف. يجب تحديد معلمات هذه المكونات عند شراء مطياف. يعتمد أداء المطياف على الجمع الدقيق ومعايرة هذه المكونات ، بعد معايرة مطياف الألياف البصرية ، من حيث المبدأ ، لا يمكن أن يكون لهذه الملحقات أي تغييرات.

وظيفة مقدمة

صريف

يعتمد اختيار صريف على متطلبات النطاق الطيفي والقرار. بالنسبة إلى مطياف الألياف البصرية ، يتراوح النطاق الطيفي عادة بين 200NM و 2500NM. بسبب متطلبات الدقة العالية نسبيًا ، من الصعب الحصول على نطاق طيفي واسع ؛ في الوقت نفسه ، كلما زاد متطلبات الدقة ، أقل تدفق مضيئة. بالنسبة لمتطلبات الدقة المنخفضة والنطاق الطيفي الأوسع ، فإن 300 خط /مم هو الخيار المعتاد. إذا كانت هناك حاجة إلى حل طيفي مرتفع نسبيًا ، فيمكن تحقيق ذلك عن طريق اختيار صريف مع 3600 خط /مم ، أو اختيار كاشف بدقة المزيد من البكسل.

شق

يمكن أن تحسن الشق الأضيق من الدقة ، لكن تدفق الضوء أصغر ؛ من ناحية أخرى ، يمكن أن تزيد الشقوق الأوسع من الحساسية ، ولكن على حساب القرار. في متطلبات التطبيق المختلفة ، يتم تحديد عرض الشق المناسب لتحسين نتيجة الاختبار الكلية.

التحقيق

يحدد الكاشف في بعض النواحي دقة وحساسية مطياف الألياف البصرية ، وهي المنطقة الحساسة للضوء على الكاشف محدودة من حيث المبدأ ، وهي مقسمة إلى العديد من وحدات البكسل الصغيرة لدقة عالية أو مقسمة إلى عدد أقل من وحدات البكسل ولكنها أكبر لحساسية عالية. بشكل عام ، تكون حساسية كاشف CCD أفضل ، بحيث يمكنك الحصول على حل أفضل دون حساسية إلى حد ما. نظرًا للحساسية العالية والضوضاء الحرارية لكاشف Ingaas في القريب من الأشعة تحت الحمراء ، يمكن تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء للنظام بشكل فعال عن طريق التبريد.

مرشح بصري

بسبب تأثير الحيود متعدد المراحل للطيف نفسه ، يمكن تقليل تداخل الحيود متعدد المراحل باستخدام المرشح. على عكس المطياف التقليدي ، يتم تغليف مطياف الألياف البصرية على الكاشف ، ويجب تثبيت هذا الجزء من الوظيفة في مكانه في المصنع. في الوقت نفسه ، يحتوي الطلاء أيضًا على وظيفة مضادة للتأملات ويحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء في النظام.

يتم تحديد أداء المطياف بشكل رئيسي من خلال النطاق الطيفي ، الدقة البصرية والحساسية. عادة ما يؤثر التغيير على أحد هذه المعلمات على أداء المعلمات الأخرى.

يتمثل التحدي الرئيسي لمقياس الطيف في زيادة جميع المعلمات في وقت التصنيع ، ولكن لجعل المؤشرات الفنية للمطياف تلبي متطلبات الأداء لتطبيقات مختلفة في اختيار المساحة ثلاثية الأبعاد. تتيح هذه الاستراتيجية مطياف إرضاء العملاء للحصول على أقصى عائد مع الحد الأدنى من الاستثمار. يعتمد حجم المكعب على المؤشرات التقنية التي يحتاجها المطياف إلى تحقيقها ، ويرتبط حجمه بتعقيد المطياف وسعر منتج مطياف. يجب أن تلبي منتجات الطيف بالكامل المعلمات التقنية التي يتطلبها العملاء.

النطاق الطيفي

الطيفمع النطاق الطيفي الأصغر عادةً ما يعطي معلومات طيفية مفصلة ، في حين أن النطاقات الطيفية الكبيرة لها نطاق بصري أوسع. لذلك ، فإن النطاق الطيفي للمطياف هو أحد المعلمات المهمة التي يجب تحديدها بوضوح.

العوامل التي تؤثر على النطاق الطيفي هي بشكل أساسي صبي وكاشف ، ويتم اختيار المقابلة المقابلة والكاشف وفقًا لمتطلبات مختلفة.

حساسية

الحديث عن الحساسية ، من المهم التمييز بين الحساسية في القياس الضوئي (أصغر قوة إشارةمطيافيمكن أن يكتشف) والحساسية في قياس العناصر المتكافئة (أصغر اختلاف في الامتصاص الذي يمكن أن يقيسه مطياف).

أ. الحساسية الضوئية

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مطياف حساسية عالية ، مثل مضان ورامان ، نوصي بمكتبات الألياف البصرية المبردة حرارياً SEK مع كاشفات CCD ذات الأبعاد 1024 بكسل ، بالإضافة إلى كاشفات مكثفة ، ومرايا ذهبية ، وشقوق عريضة (100μm أو واسعة). يمكن لهذا النموذج استخدام أوقات تكامل طويلة (من 7 مللي ثانية إلى 15 دقيقة) لتحسين قوة الإشارة ، ويمكن أن تقلل من الضوضاء وتحسين النطاق الديناميكي.

ب. حساسية المتكافئة

من أجل اكتشاف قيمتين من معدل الامتصاص بسعة وثيقة للغاية ، ليس فقط حساسية الكاشف مطلوبة ، ولكن أيضًا مطلوب نسبة الإشارة إلى الضوضاء. الكاشف الذي يحتوي على أعلى نسبة إشارة إلى ضوضاء هو كاشف CCD المبرد حراريًا 1024 بكسل في مطياف SEK مع نسبة إشارة إلى الضوضاء من 1000: 1. يمكن أن يؤدي متوسط ​​الصور الطيفية المتعددة أيضًا إلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، وستؤدي زيادة متوسط ​​العدد إلى زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء عند سرعة الجذر التربيعي ، على سبيل المثال ، يمكن أن يزيد متوسط ​​100 مرة من نسبة الإشارة إلى الضوضاء 10 مرات ، تصل إلى 10000: 1.

دقة

الدقة البصرية هي معلمة مهمة لقياس قدرة الانقسام البصري. إذا كنت بحاجة إلى دقة بصرية عالية جدًا ، فإننا نوصيك باختيار صريف مع 1200 خط/مم أو أكثر ، إلى جانب شق ضيق وكاشف CCD 2048 أو 3648 بكسل.