광섬유 분광기의 기능

광섬유 분광기는 일반적으로 광섬유를 신호 커플러로 사용하며, 이 광섬유는 스펙트럼 분석을 위해 분광기와 광도적으로 연결됩니다. 광섬유의 편리성 덕분에 사용자는 스펙트럼 획득 시스템을 매우 유연하게 구축할 수 있습니다.

광섬유 분광기의 장점은 측정 시스템의 모듈성과 유연성입니다.광섬유 분광기독일 MUT 사의 이 장비는 속도가 매우 빨라 온라인 분석에 사용할 수 있습니다. 또한 저렴한 범용 검출기를 사용하기 때문에 분광기 가격이 낮아지고, 결과적으로 전체 측정 시스템 비용도 절감됩니다.

광섬유 분광기의 기본 구성은 회절 격자, 슬릿 및 검출기로 이루어져 있습니다. 분광기를 구매할 때는 이러한 구성 요소의 매개변수를 반드시 명시해야 합니다. 분광기의 성능은 이러한 구성 요소의 정확한 조합 및 교정에 따라 달라지며, 광섬유 분광기를 교정한 후에는 원칙적으로 이러한 부속품을 변경할 수 없습니다.

기능 소개

창살

회절 격자의 선택은 스펙트럼 범위와 해상도 요구 사항에 따라 달라집니다. 광섬유 분광기의 스펙트럼 범위는 일반적으로 200nm에서 2500nm 사이입니다. 비교적 높은 해상도가 요구되기 때문에 넓은 스펙트럼 범위를 얻기는 어렵습니다. 동시에 해상도가 높을수록 광속은 감소합니다. 낮은 해상도와 넓은 스펙트럼 범위가 요구되는 경우, 300라인/mm 회절 격자가 일반적으로 선택됩니다. 비교적 높은 스펙트럼 해상도가 필요한 경우에는 3600라인/mm 회절 격자를 선택하거나 더 높은 화소 해상도를 가진 검출기를 선택하여 얻을 수 있습니다.

긴 구멍

슬릿 폭이 좁아지면 해상도는 향상되지만 광속은 감소합니다. 반대로 슬릿 폭이 넓어지면 감도는 높아지지만 해상도는 떨어집니다. 다양한 응용 분야의 요구 사항에 따라 최적의 측정 결과를 얻기 위해 적절한 슬릿 폭을 선택해야 합니다.

조사

검출기는 광섬유 분광기의 해상도와 감도를 결정하는 중요한 요소입니다. 검출기의 광 감지 영역은 원칙적으로 제한되어 있으며, 고해상도를 위해서는 많은 작은 픽셀로, 고감도를 위해서는 더 적지만 더 큰 픽셀로 나뉩니다. 일반적으로 CCD 검출기의 감도가 우수하기 때문에 감도를 어느 정도 희생하더라도 더 높은 해상도를 얻을 수 있습니다. InGaAs 검출기는 근적외선 영역에서 높은 감도와 열 잡음을 가지므로, 냉각을 통해 시스템의 신호 대 잡음비를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

광학 필터

스펙트럼 자체의 다단계 회절 효과 때문에 필터를 사용하면 다단계 회절 간섭을 줄일 수 있습니다. 기존 분광기와 달리 광섬유 분광기는 검출기에 코팅이 되어 있으며, 이 부분은 공장에서 미리 설치해야 합니다. 동시에 이 코팅은 반사 방지 기능도 하며 시스템의 신호 대 잡음비를 향상시킵니다.

분광기의 성능은 주로 스펙트럼 범위, 광학 해상도 및 감도에 의해 결정됩니다. 이러한 매개변수 중 하나가 변경되면 일반적으로 다른 매개변수의 성능에도 영향을 미칩니다.

분광기의 주요 과제는 제조 시점에 모든 매개변수를 최대화하는 것이 아니라, 3차원 공간에서 다양한 응용 분야의 성능 요구 사항을 충족하는 기술적 지표를 구현하는 것입니다. 이러한 전략을 통해 최소한의 투자로 최대한의 수익을 창출하며 고객을 만족시킬 수 있습니다. 큐브의 크기는 분광기가 달성해야 하는 기술적 지표에 따라 달라지며, 분광기의 복잡성과 제품 가격과도 관련이 있습니다. 분광기 제품은 고객이 요구하는 기술적 매개변수를 완벽하게 충족해야 합니다.

스펙트럼 범위

분광기분광 범위가 좁은 분광기는 일반적으로 상세한 분광 정보를 제공하는 반면, 분광 범위가 넓은 분광기는 더 넓은 시각적 범위를 제공합니다. 따라서 분광기의 분광 범위는 명확하게 명시해야 하는 중요한 매개변수 중 하나입니다.

스펙트럼 범위에 영향을 미치는 주요 요인은 회절 격자와 검출기이며, 이에 상응하는 회절 격자와 검출기는 요구 사항에 따라 선택됩니다.

감광도

감도에 대해 이야기하자면, 광도 측정에서의 감도(최소 신호 강도)를 구분하는 것이 중요합니다.분광계감지할 수 있는 흡광도)와 화학양론적 감도(분광기가 측정할 수 있는 가장 작은 흡광도 차이).

a. 광도 감도

형광 및 라만 분광법과 같이 높은 감도가 요구되는 응용 분야에는 SEK 열냉각 광섬유 분광기를 권장합니다. 이 분광기는 열냉각식 1024픽셀 2차원 어레이 CCD 검출기, 검출기 집광 렌즈, 금 거울, 그리고 넓은 슬릿(100μm 이상)을 갖추고 있습니다. 7밀리초에서 15분까지의 긴 적분 시간을 사용하여 신호 강도를 향상시키고, 노이즈를 줄이며 동적 범위를 넓힐 수 있습니다.

b. 화학양론적 민감도

흡수율 값이 매우 근접한 두 값을 검출하려면 검출기의 감도뿐만 아니라 신호 대 잡음비도 중요합니다. 신호 대 잡음비가 가장 높은 검출기는 SEK 분광기에 탑재된 열전 냉각식 1024픽셀 2차원 배열 CCD 검출기로, 신호 대 잡음비가 1000:1에 달합니다. 여러 스펙트럼 이미지를 평균화하는 방법 또한 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있으며, 평균화 횟수가 증가할수록 신호 대 잡음비는 제곱근에 비례하여 증가합니다. 예를 들어, 100회 평균화하면 신호 대 잡음비는 10배 증가하여 10,000:1에 도달할 수 있습니다.

해결

광학 해상도는 광 분할 능력을 측정하는 중요한 매개변수입니다. 매우 높은 광학 해상도가 필요한 경우, 좁은 슬릿과 2048 또는 3648픽셀 CCD 검출기와 함께 1200라인/mm 이상의 회절 격자를 선택하는 것이 좋습니다.