Articulu 2: Chì ghjè un spettrometru di fibra ottica, è cumu sceglite a slit è a fibra adatta?
Spettrometri in fibra ottica rapprisentanu attualmente a classe predominante di spettrometri.Questa categuria di spettrometru permette a trasmissione di segnali ottici attraversu un cable di fibra ottica, spessu chjamata jumper di fibra ottica, chì facilita a flessibilità è a cunvenzione rinfurzata in l'analisi spettrali è a cunfigurazione di u sistema.In cuntrastu à i spettrometri di laboratori cunvinziunali dotati di lunghezze focali tipicamente variate da 300 mm à 600 mm è chì utilizanu griglie di scansione, spettrometri in fibra ottica impieganu griglie fissi, eliminendu a necessità di mutori rotanti.E lunghezze focali di sti spettrometri sò tipicamente in a gamma di 200 mm, o ponu esse ancu più brevi, à 30 mm o 50 mm.Questi strumenti sò assai compacti in dimensioni è sò cumunimenti riferiti cum'è spettrometri di fibra ottica in miniatura.
Spettrometru di fibre miniatura
Un spettrometru di fibra ottica in miniatura hè più populari in l'industrii per via di a so compattezza, a so efficienza di costu, a capacità di rilevazione rapida è a flessibilità notevuli.U spettrometru di fibra ottica in miniatura comprende tipicamente una fessura, un specchiu cuncavu, una griglia, un detector CCD / CMOS è un circuitu di unità associatu.Hè cunnessu à u software di l'urdinatore host (PC) via un cable USB o un cable seriale per compie a cullizzioni di dati spettrali.
Struttura di spettrometru di fibra ottica
U spettrometru di fibra ottica hè dotatu di un adattatore d'interfaccia di fibra, furnisce una cunnessione sicura per a fibra ottica.L'interfaccia di fibra SMA-905 sò aduprate in a maiò parte di spettrometri di fibra ottica, ma alcune applicazioni necessitanu FC / PC o interfacce di fibra non standard, cum'è l'interfaccia di fibra cilindrica multi-core di 10 mm di diametru.
Interfaccia in fibra SMA905 (nera), interfaccia in fibra FC / PC (gialla).Ci hè un slot in l'interfaccia FC / PC per u posizionamentu.
U signale otticu, dopu avè passatu per a fibra otticu, prima passà per una slit otticu.I spettrometri in miniatura utilizanu tipicamente slits non-ajustable, induve a larghezza di slit hè fissata.In quantu, u spettrometru di fibra ottica JINSP offre larghezze standard di slit di 10μm, 25μm, 50μm, 100μm, è 200μm in diverse specificazioni, è persunalizazione sò ancu dispunibili secondu i bisogni di l'utilizatori.
U cambiamentu in l'larghezza di slit pò influenzà u flussu di luce è a risoluzione ottica cumunamenti, sti dui parametri mostranu una relazione di scambiu.Narrower a larghezza di slit, più altu a risuluzione ottica, ancu s'ellu hè a spesa di u flussu di luce ridutta.Hè essenziale per nutà chì l'espansione di a slit per aumentà u flussu di luce hà limitazioni o ùn hè micca lineale.In listessu modu, a riduzione di a slit hà limitazioni nantu à a risoluzione ottenibile.L'utilizatori anu da valutà è selezziunà a fessura adattata in cunfurmità cù i so bisogni reali, cum'è dà priorità à u flussu di luce o a risoluzione ottica.In questu riguardu, a documentazione tecnica furnita per spettrometri di fibra ottica JINSP include una tabella cumpleta chì correlazioni l'larghezza di slit cù i so livelli di risuluzione currispundenti, chì serve com'è un riferimentu preziosu per l'utilizatori.
Un spaziu strettu
Slit-Resolution Table Comparaison
L'utilizatori, mentre creanu un sistema di spettrometru, anu bisognu di sceglie fibre ottiche adatte per riceve è trasmette segnali à a pusizione di slit di u spettrometru.Trè paràmetri impurtanti sò tenuti à esse cunsideratu quandu selezziunate fibre ottiche.U primu paràmetru hè u diametru di u core, chì hè dispunibule in una varietà di pussibulità cumpresi 5μm, 50μm, 105μm, 200μm, 400μm, 600μm, è ancu diametri più grande oltre 1mm.Hè impurtante di nutà chì l'aumentu di u diametru di u core pò rinfurzà l'energia ricevuta in u front end di a fibra ottica.In ogni casu, a larghezza di a slit è l'altezza di u detector CCD / CMOS limitanu i signali ottichi chì u spettrometru pò riceve.Dunque, l'aumentu di u diametru di u core ùn hà micca necessariamente migliurà a sensibilità.L'utilizatori anu da sceglie u diametru core adattatu basatu annantu à a cunfigurazione di u sistema attuale.Per spettrometri di B&W Tek chì utilizanu detettori CMOS lineari in mudelli cum'è SR50C è SR75C, cù una cunfigurazione di slit 50μm, hè cunsigliatu di utilizà una fibra ottica di diametru core di 200μm per a ricezione di u signale.Per spettrometri cù sensori CCD di l'area interna in mudelli cum'è SR100B è SR100Z, pò esse adattatu per cunsiderà fibre ottiche più spessi, cum'è 400μm o 600μm, per a ricezione di signali.
Diversi diametri di fibre ottiche
Segnale di fibra ottica accoppiata à a fessura
U sicondu aspettu hè a gamma di lunghezza d'onda operativa è i materiali di fibre ottiche.I materiali di fibre ottiche includenu tipicamente High-OH (high hydroxyl), Low-OH (bassu idrossile) è fibre resistenti à i UV.Diversi materiali anu diverse caratteristiche di trasmissione di lunghezza d'onda.E fibre ottiche High-OH sò tipicamente usate in a gamma di luce ultravioletta / visibile (UV / VIS), mentre chì e fibre Low-OH sò aduprate in a gamma di infrarossi vicinu (NIR).Per a gamma ultravioletta, fibri speciali resistenti à i UV deve esse cunsideratu.L'utilizatori duveranu sceglie a fibra ottica adatta in base à a so lunghezza d'onda operativa.
U terzu aspettu hè u valore di apertura numerica (NA) di fibre ottiche.A causa di i principii di emissioni di fibre ottiche, a luce emessa da l'estremità di a fibra hè cunfinata in un certu intervallu d'angolo di divergenza, chì hè carattarizatu da u valore NA.E fibre ottiche multi-mode anu generalmente valori NA di 0,1, 0,22, 0,39 è 0,5 cum'è opzioni cumuni.Pigliendu u più cumuni 0,22 NA cum'è un esempiu, significa chì u diametru spot di a fibra dopu à 50 mm hè di circa 22 mm, è dopu à 100 mm, u diametru hè 44 mm.Quandu cuncepiscenu un spettrometru, i pruduttori generalmente cunsidereghjanu l'abbinamentu di u valore NA di a fibra ottica u più vicinu pussibule per assicurà a massima ricezione di energia.Inoltre, u valore NA di a fibra ottica hè ligata à l'accoppiamentu di lenti à a parte frontale di a fibra.U valore NA di a lente deve ancu esse cumminatu u più vicinu pussibule à u valore NA di a fibra per evità a perdita di signale.
U valore NA di a fibra ottica determina l'angolo di divergenza di u fasciu otticu
Quandu e fibre ottiche sò aduprate in cunjunzione cù lenti o specchi cuncavi, u valore NA deve esse cumminatu u più vicinu pussibule per evità a perdita di energia.
I spettrometri di fibre ottiche ricevenu a luce à l'anguli determinati da u so valore NA (Apertura Numèrica).U signale incidente serà utilizatu cumplettamente se u NA di a luce incidente hè menu o uguale à u NA di quellu spettrometru.A perdita di energia si trova quandu u NA di a luce incidente hè più grande di NA di l'espectrometru.In più di a trasmissione di fibra ottica, l'accoppiamentu otticu di u spaziu liberu pò esse usatu per cullà i signali luminosi.Questu implica a luce parallela cunvergente in una fessura cù lenti.Quandu si usanu percorsi ottici di u spaziu liberu, hè impurtante di sceglie lenti adatti cù un valore NA chì currisponde à quellu di l'espectrometru, è assicurendu ancu chì a fessura di u spettrometru hè posizionata à u focu di a lente per ottene u massimu flussu di luce.
Accoppiamentu otticu spaziu liberu
Tempu di Postu: Dec-13-2023