บทความที่ 2: ไฟเบอร์ออปติกสเปกโตรมิเตอร์คืออะไร และคุณจะเลือกสลิตและไฟเบอร์ที่เหมาะสมได้อย่างไร
ปัจจุบันสเปกโตรมิเตอร์แบบไฟเบอร์ออปติกเป็นตัวแทนของประเภทสเปกโตรมิเตอร์ที่โดดเด่นสเปกโตรมิเตอร์ประเภทนี้ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณแสงผ่านสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก ซึ่งมักเรียกว่าจัมเปอร์ไฟเบอร์ออปติก ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความสะดวกสบายในการวิเคราะห์สเปกตรัมและการกำหนดค่าระบบตรงกันข้ามกับสเปกโตรมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ทั่วไปที่มีความยาวโฟกัสโดยทั่วไปตั้งแต่ 300 มม. ถึง 600 มม. และใช้ตะแกรงสแกน สเปกโตรมิเตอร์แบบไฟเบอร์ออปติกใช้ตะแกรงคงที่ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้มอเตอร์หมุนโดยทั่วไปทางยาวโฟกัสของสเปกโตรมิเตอร์เหล่านี้จะอยู่ในช่วง 200 มม. หรืออาจสั้นกว่านั้นก็ได้เป็น 30 มม. หรือ 50 มม.เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดกะทัดรัดมากและมักเรียกกันว่าสเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกขนาดเล็ก
สเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ขนาดเล็ก
สเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกขนาดเล็กได้รับความนิยมมากขึ้นในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัด ความคุ้มค่า ความสามารถในการตรวจจับที่รวดเร็ว และความยืดหยุ่นที่โดดเด่นโดยทั่วไปสเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกขนาดเล็กจะประกอบด้วยช่องกระจกเว้า ตะแกรง เครื่องตรวจจับ CCD/CMOS และวงจรขับเคลื่อนที่เกี่ยวข้องโดยเชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์โฮสต์ (PC) ผ่านสาย USB หรือสายเคเบิลอนุกรมเพื่อให้การรวบรวมข้อมูลสเปกตรัมเสร็จสมบูรณ์
โครงสร้างสเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติก
สเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกมาพร้อมกับอะแดปเตอร์อินเทอร์เฟซไฟเบอร์ ให้การเชื่อมต่อที่ปลอดภัยสำหรับไฟเบอร์ออปติกอินเทอร์เฟซไฟเบอร์ SMA-905 ใช้ในสเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกส่วนใหญ่ แต่การใช้งานบางอย่างต้องใช้อินเทอร์เฟซ FC/PC หรืออินเทอร์เฟซไฟเบอร์ที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น อินเทอร์เฟซไฟเบอร์แบบมัลติคอร์ทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.
อินเทอร์เฟซไฟเบอร์ SMA905 (สีดำ), อินเทอร์เฟซไฟเบอร์ FC/PC (สีเหลือง)มีช่องบนอินเทอร์เฟซ FC/PC สำหรับวางตำแหน่ง
สัญญาณแสงหลังจากผ่านใยแก้วนำแสงจะผ่านช่องแสงก่อนโดยทั่วไปแล้ว สเปกโตรมิเตอร์ขนาดเล็กจะใช้สลิตที่ไม่สามารถปรับได้ โดยมีความกว้างของสลิตคงที่ในขณะที่ไฟเบอร์ออปติกสเปกโตรมิเตอร์ของ JINSP มีความกว้างของสลิทมาตรฐานที่ 10μm, 25μm, 50μm, 100μm และ 200μm ในข้อกำหนดต่างๆ และยังมีการปรับแต่งตามความต้องการของผู้ใช้อีกด้วย
การเปลี่ยนแปลงความกว้างของรอยตัดอาจส่งผลกระทบต่อฟลักซ์แสงและความละเอียดของแสงโดยทั่วไป พารามิเตอร์ทั้งสองนี้แสดงความสัมพันธ์แบบเสียเปรียบความกว้างของช่องแคบลง ความละเอียดของแสงก็จะสูงขึ้น แม้ว่าฟลักซ์แสงจะลดลงก็ตามสิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการขยายกรีดเพื่อเพิ่มฟลักซ์แสงนั้นมีข้อจำกัดหรือไม่เป็นเชิงเส้นในทำนองเดียวกัน การลดรอยแยกมีข้อจำกัดในการแก้ปัญหาที่ทำได้ผู้ใช้ต้องประเมินและเลือกช่องที่เหมาะสมตามความต้องการที่แท้จริง เช่น ให้ความสำคัญกับฟลักซ์แสงหรือความละเอียดของแสงในเรื่องนี้ เอกสารทางเทคนิคที่ให้ไว้สำหรับสเปกโตรมิเตอร์ไฟเบอร์ออปติกของ JINSP ประกอบด้วยตารางที่ครอบคลุมซึ่งสัมพันธ์กับความกว้างของรอยตัดกับระดับความละเอียดที่สอดคล้องกัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีค่าสำหรับผู้ใช้
ช่องว่างแคบ
ตารางเปรียบเทียบ Slit-ความละเอียด
ขณะตั้งค่าระบบสเปกโตรมิเตอร์ ผู้ใช้จำเป็นต้องเลือกใยแก้วนำแสงที่เหมาะสมสำหรับการรับและส่งสัญญาณไปยังตำแหน่งกรีดของสเปกโตรมิเตอร์จำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์ที่สำคัญสามประการเมื่อเลือกไฟเบอร์ออปติกพารามิเตอร์แรกคือเส้นผ่านศูนย์กลางของแกน ซึ่งมีให้เลือกหลากหลาย รวมถึง 5μm, 50μm, 105μm, 200μm, 400μm, 600μm และเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าเกิน 1 มม.สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางแกนสามารถเพิ่มพลังงานที่ได้รับที่ส่วนหน้าของใยแก้วนำแสงได้อย่างไรก็ตาม ความกว้างของช่องและความสูงของเครื่องตรวจจับ CCD/CMOS จะจำกัดสัญญาณแสงที่สเปกโตรมิเตอร์สามารถรับได้ดังนั้นการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางจึงไม่ได้ปรับปรุงความไวเสมอไปผู้ใช้ควรเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางแกนที่เหมาะสมตามการกำหนดค่าระบบจริงสำหรับสเปกโตรมิเตอร์ของ B&W Tek ที่ใช้เครื่องตรวจจับ CMOS เชิงเส้นในรุ่นต่างๆ เช่น SR50C และ SR75C ที่มีการกำหนดค่าสลิต 50μm ขอแนะนำให้ใช้ไฟเบอร์ออปติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 200μm สำหรับการรับสัญญาณสำหรับสเปกโตรมิเตอร์ที่มีเครื่องตรวจจับ CCD พื้นที่ภายในในรุ่น เช่น SR100B และ SR100Z อาจเหมาะสมที่จะพิจารณาใช้เส้นใยนำแสงที่หนากว่า เช่น 400μm หรือ 600μm สำหรับการรับสัญญาณ
เส้นผ่านศูนย์กลางของใยแก้วนำแสงที่แตกต่างกัน
สัญญาณไฟเบอร์ออปติกควบคู่กับกรีด
ด้านที่สองคือช่วงความยาวคลื่นในการทำงานและวัสดุของเส้นใยนำแสงวัสดุใยแก้วนำแสงโดยทั่วไปประกอบด้วยเส้นใย High-OH (ไฮดรอกซิลสูง) Low-OH (ไฮดรอกซิลต่ำ) และเส้นใยที่ทนต่อรังสียูวีวัสดุที่แตกต่างกันมีลักษณะการส่งผ่านความยาวคลื่นที่แตกต่างกันโดยทั่วไปแล้วเส้นใยนำแสง High-OH จะใช้ในช่วงแสงอัลตราไวโอเลต/แสงที่มองเห็นได้ (UV/VIS) ในขณะที่เส้นใยแสง Low-OH จะใช้ในช่วงอินฟราเรดใกล้ (NIR)สำหรับช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต ควรพิจารณาเส้นใยพิเศษที่ทนต่อรังสียูวีผู้ใช้ควรเลือกใยแก้วนำแสงที่เหมาะสมตามความยาวคลื่นในการใช้งาน
ด้านที่สามคือค่ารูรับแสงตัวเลข (NA) ของเส้นใยนำแสงเนื่องจากหลักการปล่อยแสงของเส้นใยนำแสง แสงที่ปล่อยออกมาจากปลายไฟเบอร์จึงถูกจำกัดอยู่ภายในช่วงมุมที่แตกต่าง ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะด้วยค่า NAโดยทั่วไปใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมดจะมีค่า NA 0.1, 0.22, 0.39 และ 0.5 เป็นตัวเลือกทั่วไปจากตัวอย่าง 0.22 NA ที่พบบ่อยที่สุด หมายความว่าเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงของไฟเบอร์หลัง 50 มม. จะอยู่ที่ประมาณ 22 มม. และหลังจาก 100 มม. จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 44 มม.เมื่อออกแบบสเปกโตรมิเตอร์ โดยทั่วไปผู้ผลิตจะพิจารณาจับคู่ค่า NA ของไฟเบอร์ออปติกให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้รับพลังงานสูงสุดนอกจากนี้ ค่า NA ของไฟเบอร์ออปติกยังสัมพันธ์กับการประกบเลนส์ที่ส่วนหน้าของไฟเบอร์ค่า NA ของเลนส์ควรจับคู่กับค่า NA ของไฟเบอร์ให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียสัญญาณ
ค่า NA ของใยแก้วนำแสงจะกำหนดมุมที่แตกต่างของลำแสงแสง
เมื่อใช้ใยแก้วนำแสงร่วมกับเลนส์หรือกระจกเว้า ควรจับคู่ค่า NA ให้ใกล้เคียงที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงาน
สเปกโตรมิเตอร์แบบไฟเบอร์ออปติกจะรับแสงที่มุมที่กำหนดโดยค่า NA (รูรับแสงเชิงตัวเลข)สัญญาณตกกระทบจะถูกนำมาใช้อย่างเต็มที่หาก NA ของแสงตกกระทบน้อยกว่าหรือเท่ากับ NA ของสเปกโตรมิเตอร์นั้นการสูญเสียพลังงานเกิดขึ้นเมื่อ NA ของแสงตกกระทบมากกว่า NA ของสเปกโตรมิเตอร์นอกเหนือจากการส่งผ่านใยแก้วนำแสงแล้ว การมีเพศสัมพันธ์แบบแสงในพื้นที่ว่างยังสามารถใช้เพื่อรวบรวมสัญญาณแสงได้สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการรวมแสงที่ขนานกันให้เป็นช่องโดยใช้เลนส์เมื่อใช้เส้นทางแสงในพื้นที่ว่าง สิ่งสำคัญคือต้องเลือกเลนส์ที่เหมาะสมโดยมีค่า NA ที่ตรงกับค่าของสเปกโตรมิเตอร์ ขณะเดียวกันก็ตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่าร่องของสเปกโตรมิเตอร์อยู่ในตำแหน่งโฟกัสของเลนส์เพื่อให้ได้ฟลักซ์แสงสูงสุด
การมีเพศสัมพันธ์แบบออปติคัลพื้นที่ว่าง
เวลาโพสต์: Dec-13-2023