ऑप्टिकल फायबर स्पेक्ट्रोमीटरचे कार्य

ऑप्टिकल फायबर स्पेक्ट्रोमीटर सामान्यत: सिग्नल कपलर म्हणून ऑप्टिकल फायबर वापरतात, जे स्पेक्ट्रल विश्लेषणासाठी स्पेक्ट्रोमीटरमध्ये फोटोमेट्रिक जोडले जातील. ऑप्टिकल फायबरच्या सोयीमुळे, स्पेक्ट्रम अधिग्रहण प्रणाली तयार करण्यासाठी वापरकर्ते खूप लवचिक असू शकतात.

फायबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटरचा फायदा म्हणजे मोजमाप प्रणालीची मॉड्यूलरिटी आणि लवचिकता. सूक्ष्मऑप्टिकल फायबर स्पेक्ट्रोमीटरजर्मनीमधील म्यूट कडून इतके वेगवान आहे की ते ऑनलाइन विश्लेषणासाठी वापरले जाऊ शकते. आणि कमी किमतीच्या युनिव्हर्सल डिटेक्टरच्या वापरामुळे, स्पेक्ट्रोमीटरची किंमत कमी केली जाते आणि अशा प्रकारे संपूर्ण मोजमाप प्रणालीची किंमत कमी होते

फायबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटरच्या मूलभूत कॉन्फिगरेशनमध्ये एक ग्रेटिंग, स्लिट आणि डिटेक्टर असते. स्पेक्ट्रोमीटर खरेदी करताना या घटकांचे मापदंड निर्दिष्ट केले जाणे आवश्यक आहे. ऑप्टिकल फायबर स्पेक्ट्रोमीटरच्या कॅलिब्रेशननंतर स्पेक्ट्रोमीटरची कार्यक्षमता या घटकांच्या अचूक संयोजन आणि कॅलिब्रेशनवर अवलंबून असते, तत्त्वानुसार, या सामानामध्ये कोणतेही बदल होऊ शकत नाहीत.

कार्य परिचय

ग्रेटिंग

ग्रेटिंगची निवड वर्णक्रमीय श्रेणी आणि रिझोल्यूशन आवश्यकतांवर अवलंबून असते. फायबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटरसाठी, वर्णक्रमीय श्रेणी सहसा 200 एनएम आणि 2500 एनएम दरम्यान असते. तुलनेने उच्च रिझोल्यूशनच्या आवश्यकतेमुळे, विस्तृत वर्णक्रमीय श्रेणी प्राप्त करणे कठीण आहे; त्याच वेळी, रिझोल्यूशनची आवश्यकता जितकी जास्त असेल तितकेच तेजस्वी प्रवाह. कमी रिझोल्यूशन आणि विस्तीर्ण वर्णक्रमीय श्रेणीच्या आवश्यकतांसाठी, 300 लाइन /मिमी ग्रेटिंग ही नेहमीची निवड आहे. जर तुलनेने उच्च वर्णक्रमीय रिझोल्यूशन आवश्यक असेल तर ते 3600 ओळी /मिमी सह ग्रेटिंग निवडून किंवा अधिक पिक्सेल रिझोल्यूशनसह डिटेक्टर निवडून प्राप्त केले जाऊ शकते.

स्लिट

अरुंद स्लिट रिझोल्यूशन सुधारू शकतो, परंतु प्रकाश प्रवाह लहान आहे; दुसरीकडे, विस्तीर्ण स्लिट्स संवेदनशीलता वाढवू शकतात, परंतु रिझोल्यूशनच्या खर्चावर. वेगवेगळ्या अनुप्रयोग आवश्यकतांमध्ये, एकूण चाचणी निकाल ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी योग्य स्लिट रुंदी निवडली जाते.

चौकशी

डिटेक्टर काही मार्गांनी फायबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटरचे रिझोल्यूशन आणि संवेदनशीलता निर्धारित करते, डिटेक्टरवरील हलका संवेदनशील प्रदेश तत्त्वतः मर्यादित आहे, उच्च रिझोल्यूशनसाठी हे अनेक लहान पिक्सेलमध्ये विभागले गेले आहे किंवा उच्च संवेदनशीलतेसाठी कमी परंतु मोठ्या पिक्सेलमध्ये विभागले गेले आहे. सामान्यत: सीसीडी डिटेक्टरची संवेदनशीलता अधिक चांगली असते, जेणेकरून आपण काही प्रमाणात संवेदनशीलतेशिवाय चांगले रिझोल्यूशन मिळवू शकता. जवळच्या इन्फ्रारेडमध्ये आयएनजीएएस डिटेक्टरच्या उच्च संवेदनशीलता आणि थर्मल आवाजामुळे, रेफ्रिजरेशनद्वारे सिस्टमचे सिग्नल-टू-आवाज प्रमाण प्रभावीपणे सुधारले जाऊ शकते.

ऑप्टिकल फिल्टर

स्पेक्ट्रमच्या स्वतःच्या मल्टीस्टेज डिफ्रक्शन इफेक्टमुळे, फिल्टरचा वापर करून मल्टीस्टेज डिफ्रक्शनचा हस्तक्षेप कमी केला जाऊ शकतो. पारंपारिक स्पेक्ट्रोमीटरच्या विपरीत, फायबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर डिटेक्टरवर लेपित असतात आणि फंक्शनच्या या भागामध्ये फॅक्टरीमध्ये त्या ठिकाणी स्थापित करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, कोटिंगमध्ये प्रतिबिंबित अँटी-रिफ्लेक्शनचे कार्य देखील आहे आणि सिस्टमचे सिग्नल-टू-आवाज प्रमाण सुधारते.

स्पेक्ट्रोमीटरची कार्यक्षमता प्रामुख्याने वर्णक्रमीय श्रेणी, ऑप्टिकल रेझोल्यूशन आणि संवेदनशीलता द्वारे निर्धारित केली जाते. यापैकी एका पॅरामीटर्समध्ये बदल केल्याने सामान्यत: इतर पॅरामीटर्सच्या कामगिरीवर परिणाम होतो.

स्पेक्ट्रोमीटरचे मुख्य आव्हान म्हणजे उत्पादनाच्या वेळी सर्व पॅरामीटर्स जास्तीत जास्त करणे, परंतु स्पेक्ट्रोमीटरचे तांत्रिक निर्देशक या त्रिमितीय जागेच्या निवडीतील भिन्न अनुप्रयोगांच्या कार्यक्षमतेची आवश्यकता पूर्ण करणे. ही रणनीती स्पेक्ट्रोमीटरला कमीतकमी गुंतवणूकीसह जास्तीत जास्त परताव्यासाठी ग्राहकांना समाधानी करण्यास सक्षम करते. क्यूबचा आकार स्पेक्ट्रोमीटरला साध्य करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या तांत्रिक निर्देशकांवर अवलंबून असतो आणि त्याचा आकार स्पेक्ट्रोमीटरच्या जटिलतेशी आणि स्पेक्ट्रोमीटर उत्पादनाच्या किंमतीशी संबंधित आहे. स्पेक्ट्रोमीटर उत्पादनांनी ग्राहकांना आवश्यक तांत्रिक मापदंड पूर्णपणे पूर्ण केले पाहिजेत.

वर्णक्रमीय श्रेणी

स्पेक्ट्रोमीटरलहान वर्णक्रमीय श्रेणीसह सामान्यत: तपशीलवार वर्णक्रमीय माहिती देते, तर मोठ्या वर्णक्रमीय श्रेणींमध्ये विस्तृत व्हिज्युअल श्रेणी असते. म्हणूनच, स्पेक्ट्रोमीटरची वर्णक्रमीय श्रेणी एक महत्त्वपूर्ण पॅरामीटर्स आहे जी स्पष्टपणे निर्दिष्ट केली जाणे आवश्यक आहे.

वर्णक्रमीय श्रेणीवर परिणाम करणारे घटक प्रामुख्याने कलंकित आणि डिटेक्टर असतात आणि संबंधित ग्रेटिंग आणि डिटेक्टर वेगवेगळ्या आवश्यकतांनुसार निवडले जातात.

संवेदनशीलता

संवेदनशीलतेबद्दल बोलताना, फोटोमेट्री (सर्वात लहान सिग्नल सामर्थ्य (सर्वात लहान सिग्नल सामर्थ्य) मध्ये फरक करणे महत्वाचे आहे जे एस्पेक्ट्रोमीटरस्टोइचिओमेट्री (स्पेक्ट्रोमीटर मोजू शकणार्‍या शोषणात सर्वात लहान फरक) आणि संवेदनशीलता शोधू शकतो.

अ. फोटोमेट्रिक संवेदनशीलता

फ्लोरोसेंस आणि रमण सारख्या उच्च संवेदनशीलता स्पेक्ट्रोमीटर आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी आम्ही थर्मो-कूल्ड 1024 पिक्सेल द्विमितीय अ‍ॅरे सीसीडी डिटेक्टर तसेच डिटेक्टर कंडेन्सिंग लेन्स, सोन्याचे मिरर आणि विस्तृत स्लिट (100μm किंवा वाइडर) सह एसईके थर्मो-कूल्ड ऑप्टिकल फायबर स्पेक्ट्रोमीटरची शिफारस करतो. हे मॉडेल सिग्नल सामर्थ्य सुधारण्यासाठी लांब एकत्रीकरण वेळा (7 मिलिसेकंद ते 15 मिनिटांपर्यंत) वापरू शकते आणि आवाज कमी करू शकते आणि डायनॅमिक श्रेणी सुधारू शकते.

बी. स्टोइचिओमेट्रिक संवेदनशीलता

अत्यंत जवळच्या मोठेपणासह शोषण दराची दोन मूल्ये शोधण्यासाठी, केवळ डिटेक्टरची संवेदनशीलता आवश्यक नाही तर सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण देखील आवश्यक आहे. सर्वाधिक सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर असलेले डिटेक्टर हे एसईके स्पेक्ट्रोमीटरमधील थर्मोइलेक्ट्रिक रेफ्रिजरेटेड 1024-पिक्सेल द्विमितीय अ‍ॅरे सीसीडी डिटेक्टर आहे जे 1000: 1 च्या सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण आहे. एकाधिक वर्णक्रमीय प्रतिमांची सरासरी देखील सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण सुधारू शकते आणि सरासरी संख्येच्या वाढीमुळे सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण चौरस रूट वेगाने वाढेल, उदाहरणार्थ, सरासरी 100 वेळा सिग्नल-टू-आवाजाचे प्रमाण 10 वेळा वाढवू शकते, 10,000: 1 पर्यंत पोहोचू शकते.

ठराव

ऑप्टिकल स्प्लिटिंग क्षमता मोजण्यासाठी ऑप्टिकल रेझोल्यूशन एक महत्त्वपूर्ण पॅरामीटर आहे. आपल्याला खूप उच्च ऑप्टिकल रेझोल्यूशनची आवश्यकता असल्यास, आम्ही शिफारस करतो की आपण अरुंद स्लिट आणि 2048 किंवा 3648 पिक्सेल सीसीडी डिटेक्टरसह 1200 ओळी/मिमी किंवा त्याहून अधिक एक ग्रेटिंग निवडावे.