Kliem ewlieni: Ħakk olografiku ta 'fażi solida VPH, Spettrofotometru ta' trażmissjoni, Spettrometru ta 'riflettanza, Passaġġ ottiku Czerny-Turner.
1.Ħarsa ġenerali
L-ispettrometru tal-fibra ottika jista 'jiġi kklassifikat bħala riflessjoni u trasmissjoni, skond it-tip tal-ħakk tad-diffrazzjoni.Gradja tad-diffrazzjoni hija bażikament element ottiku, li fih għadd kbir ta 'mudelli spazjati b'mod ugwali jew fuq il-wiċċ jew internament.Huwa spettrometru tal-fibra ottika ta 'komponent kritiku.Meta d-dawl jinteraġixxi ma 'dawn il-ħakk, xerred f'angoli distinti determinati minn wavelengths differenti permezz ta' fenomenu magħruf bħala diffrazzjoni tad-dawl.
Fuq: Spettrometru tar-riflettanza tad-diskriminazzjoni (xellug) u spettrometru tat-trażmissjoni (lemin)
Grads ta 'diffrazzjoni huma ġeneralment klassifikati f'żewġ tipi: gradilji ta' riflessjoni u Trażmissjoni.Grads ta 'riflessjoni jistgħu jinqasmu aktar fi gradilji ta' riflessjoni pjan u gradilji konkavi, filwaqt li gradilji ta 'trasmissjoni jistgħu jiġu suddiviżi fi gradilji ta' trasmissjoni tat-tip groove u gradilji ta 'trasmissjoni olografika tal-fażi tal-volum (VPH).Dan l-artikolu prinċipalment jintroduċi l-ispettrometru tar-riflettanza tat-tip tal-ħakk tal-pjan u l-ispettrometru tat-trasmittanza tat-tip tal-ħakk VPH.
Fuq: Grating ta 'riflessjoni (xellug) u gradilja ta' Trażmissjoni (lemin).
Għaliex il-biċċa l-kbira tal-ispettrometri issa jagħżlu t-tixrid tal-ħakk minflok il-priżma?Huwa ddeterminat primarjament mill-prinċipji spettrali tal-ħakk.In-numru ta 'linji għal kull millimetru fuq il-ħakk (densità tal-linja, unità: linji/mm) jiddetermina l-kapaċitajiet spettrali tal-ħakk.Densità ogħla tal-linja tal-ħakk tirriżulta f'dispersjoni akbar ta 'dawl ta' wavelengths differenti wara li tgħaddi mill-ħakk, li twassal għal riżoluzzjoni ottika ogħla.Ġeneralment, id-densitajiet tal-kanal disponibbli u tal-ħakk jinkludu 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600, eċċ., Li jissodisfaw ir-rekwiżiti għal diversi firxiet u riżoluzzjonijiet spettrali.Filwaqt li, l-ispettroskopija tal-priżma hija limitata mit-tixrid ta 'materjali tal-ħġieġ, fejn il-proprjetà dispersiva tal-ħġieġ tiddetermina l-kapaċità spettroskopika tal-priżma.Peress li l-proprjetajiet dispersivi tal-materjali tal-ħġieġ huma limitati, hija ta 'sfida li tissodisfa b'mod flessibbli r-rekwiżiti ta' diversi applikazzjonijiet spettrali.Għalhekk, rarament jintuża fi spettrometri kummerċjali tal-fibra ottika minjatura.
Caption: Effetti spettrali ta 'densitajiet differenti tal-kanal tal-ħakk fid-dijagramma ta' hawn fuq.
Il-figura turi spettrometrija ta 'dispersjoni ta' dawl abjad permezz tal-ħġieġ u spettrometrija tad-diffrazzjoni permezz ta 'ħakk.
L-istorja ta 'żvilupp ta' gradilji, startis bil-klassika "Young's double-slit experiment": Fl-1801, il-fiżiku Brittaniku Thomas Young skopra l-interferenza tad-dawl bl-użu ta 'esperiment ta' double-slit.Dawl monokromatiku li jgħaddi minn qasmiet doppji esebit trufijiet jleqqu u skuri jalternaw.L-esperiment b'qasma doppja l-ewwel ivvalida li d-dawl juri karatteristiċi simili għall-mewġ tal-ilma (in-natura tal-mewġ tad-dawl), li jikkawża sensazzjoni fil-komunità tal-fiżika.Sussegwentement, diversi fiżiċi wettqu esperimenti ta 'interferenza b'ħafna qasma u osservaw il-fenomenu tad-diffrazzjoni tad-dawl permezz ta' gradilji.Aktar tard, il-fiżiku Franċiż Fresnel żviluppa t-teorija bażika tad-diffrazzjoni tal-ħakk billi għaqqad it-tekniki matematiċi mressqa mix-xjenzat Ġermaniż Huygens, billi bbażat fuq dawn ir-riżultati.
Il-figura turi l-interferenza b'qasma doppja ta 'Young fuq ix-xellug, bi trufijiet jleqqu u skuri jalternaw.Diffrazzjoni b'ħafna qasma (lemin), distribuzzjoni ta 'meded ikkuluriti f'ordnijiet differenti.
2.Spettrometru li jirrifletti
L-ispettrometri ta' riflessjoni tipikament jimpjegaw mogħdija ottika magħmula minn gradilja ta' diffrazzjoni pjan u mirja konkavi, imsejħa l-mogħdija ottika Czerny-Turner.Ġeneralment tikkonsisti minn qasma, ħakk blaze pjan, żewġ mirja konkavi, u detector.Din il-konfigurazzjoni hija kkaratterizzata minn riżoluzzjoni għolja, dawl mitluf baxx, u throughput ottiku għoli.Wara li s-sinjal tad-dawl jidħol minn qasma dejqa, l-ewwel jiġi kcollimat f'raġġ parallel permezz ta 'riflettur konkavi, li mbagħad jolqot gradilja diffrattiva planari fejn il-wavelengths kostitwenti huma diffratted f'angoli distinti.Fl-aħħarnett, riflettur konkavi jiffoka d-dawl diffratted fuq photodetector u s-sinjali ta 'wavelengths differenti huma rreġistrati minn pixels f'pożizzjonijiet differenti fuq iċ-ċippa fotodiode, u finalment jiġġeneraw spettru.Tipikament, spettrometru ta 'riflessjoni jinkludi wkoll xi filtri li jrażżnu d-diffrazzjoni tat-tieni ordni u lentijiet tal-kolonni biex itejbu l-kwalità tal-ispettri tal-ħruġ.
Il-figura turi spettrometru tal-ħakk tal-passaġġ ottiku CT cross-type.
Taʼ min isemmi li Czerny u Turner mhumiex l- inventuri taʼ din is- sistema ottika iżda huma mfakkra għall- kontribuzzjonijiet eċċellenti tagħhom fil- qasam tal- ottika—l- astronomu Awstrijak Adalbert Czerny u x- xjenzat Ġermaniż Rudolf W. Turner.
Il-mogħdija ottika Czerny-Turner ġeneralment tista 'tiġi kklassifikata f'żewġ tipi: qasmu u mhux mitwija (tip M).Il-mogħdija ottika mqassma/mogħdija ottika tat-tip M hija aktar kompatta.Hawnhekk, id-distribuzzjoni simmetrika tax-xellug-lemin ta 'żewġ mirja konkavi relattiva għall-ħakk tal-pjan, turi kumpens reċiproku ta' aberrazzjonijiet off-axis, li jirriżulta f'riżoluzzjoni ottika ogħla.L-ispettrometru tal-fibra ottika SpectraCheck® SR75C jimpjega mogħdija ottika tat-tip M, jikseb riżoluzzjoni ottika għolja sa 0.15nm fil-medda ultravjola ta '180-340 nm.
Fuq: Mogħdija ottika tat-tip Salib/mogħdija ottika tat-tip estiża (tip M).
Barra minn hekk, apparti gradilji blaze ċatti, hemm ukoll gradilji blaze konkavi.Il-ħakk blaze konkavi jista 'jinftiehem bħala taħlita ta' mera konkava u ħakk.Għalhekk, spettrometru tal-ħakk blaze konkavi jikkonsisti biss minn qasma, gradilja blaze konkava, u detector, li jirriżulta fi stabbiltà għolja.Madankollu, il-ħakk tal-blaze konkavi stabbilixxa r-rekwiżit kemm fuq id-direzzjoni kif ukoll id-distanza tad-dawl diffratt mill-inċident, u tillimita l-għażliet disponibbli.
Fuq: Spettrometru tal-ħakk konkavi.
Ħin tal-post: Diċ-26-2023