dispozitive spectrale

Dispozitive spectrale. SELECȚIE instrumente spectrale.

Chemat dispozitive optice spectrale, în care descompunerea radiației electromagnetice în domeniul optic pe componentele monocromatică. Astfel de dispozitive sunt utilizate pentru studiu calitativ și cantitativ al compoziției spectrale a luminii emise, absorbite, reflectate sau împrăștiate substanță. Aceste studii fac posibilă determinarea proprietăților substanței, compoziția sa chimică și natura fizică a proceselor asociate cu radiație sau interacțiunea luminii cu materia. Dispozitivele spectrale sunt de asemenea folosite pentru a produce o compoziție spectrală dată de radiație.
Propuse dispozitive spectrale „Tii“ sunt implementarea „clasice“ a metodei conform descompunerii emisiei spectrale. In aceste dispozitive, ca element de difracție de dispersie grilaj, care realizează o descompunere spațială în spectrul de radiație (lungime de undă).
Instrumentele „clasice“ pot fi împărțite în două grupe: monocromatoare și spectrografele.

monocromatoare

Acesta este destinat să izoleze radiația într-un interval spectral predeterminat. Sistemul optic include o fantă monocromator intrare, un colimator de lentile, o rețea de difracție, o lentilă de focalizare și fanta de ieșire, care emite radiații aparținând unei game de lungimi de undă îngustă. În monocromatoare întotdeauna posibil pentru a scana spectrul prin rotirea grilajul manual sau cu ajutorul unui mecanism special.

spectrografelor

proiectat pentru înregistrarea simultană a unui spectru relativ larg. Spre deosebire de monocromatoare, în planul focal al lentilei de focalizare în locul output gap-ului este setat receptorul multielement (matrice de fotodiode, o linie CCD, o matrice CCD etc.), care să permită să înregistreze emisie optică într-un anumit domeniu. Spectrografelor utilizate în principal în ultraviolet (UV), vizibil și infraroșu apropiat (IR) regiuni ale spectrului, care este cauzată de receptoare de radiații multi-element disponibile in prezent (190-2600 nm).
Principalele caracteristici ale instrumentelor spectroscopice care determină proprietățile lor și posibilitățile sunt:
• lucru gama spectrală,
• deschidere și diafragma relativă,
• dispersie și rezoluția,
• Nivelul de lumină ambientală,
• compensare astigmatism.

Interval spectral al instrumentului.

radiații optice acoperă o arie vastă a spectrului electromagnetic. Va oferim dispozitive care vă permit să lucreze în domeniul spectral de la 0,18 microni până la 60 microni. interval scurt de lungime de undă este limitată de faptul că aerul este opac la lungimi de undă mai scurte de 180 nm. Măsurătorile la lungimi de undă mai scurte necesită utilizarea unor instrumente spectrale de vid special.
Cele mai multe au o gamă largă spectrale cu dispozitive optice oglindă. În aceste dispozitive un domeniu de lucru este determinat de parametrii grilajul și tipul de acoperire aplicat pe suprafața care reflectă elementele optice (oglinzi, grilaje). Cele catadioptrice Instrumentele spectrale de lucru gama spectrală este determinată în principal de materialul de construcție a sistemului optic de lentile.
Va oferim 4 tipuri de acoperiri: Al + MgF2. Ag + SiO2. Au și interferențe. Blana de interferență nu este standard și se face, dacă este necesar, în funcție de cerințele clientului. Alegerea tipului de acoperire este foarte importantă, deoarece determină instrumentul de transmisie spectrală. O reprezentare grafică a suprafeței oglinzii a coeficientului de reflexie pentru diferite tipuri de acoperiri este prezentată în figura următoare.

Spectrul de ÎNREGISTRARE prin intermediul unui sistem de înregistrare pentru
Odată cu construirea imaginii.

Selectarea domeniului spectral de funcționare a instrumentului este determinată și de parametrii grătarele de difracție. Va oferim o gama larga de gratare pentru gamele ultraviolete, vizibile și infraroșii. Selectarea corectă a grilajului oferă cea mai bună combinație de eficiență energetică ridicată și un minim de lumină împrăștiate pentru diferite regiuni spectrale. Puteți selecta grilajului dorită din lista noastră de matrice ele însele sau consulta cu experții noștri.
Fiecare grilaj are un domeniu de lucru spectrale de lungimi de undă, care este determinată de un caracteristici grilajul - unghi de lumină de lungime de undă (unghi de luciu). eficiența gratarului în lumină și unghiul maxim scade pentru ambele lungimi de undă lungi și scurte. Gama de lungimi de undă, pentru care eficiența grilajul este de cel puțin 40 de procente de eficiență relativă la o lungime de undă a luminii în unghi, și are un domeniu de lucru de rețea de lungime de undă.
Atunci când alegeți o rețea de difracție trebuie considerată un astfel de parametru important ca „grilă unghiul de rotație“ în aparat. În monocromator / spectrograf unghiul grilaj de rotație este determinată prin proiectarea dispozitivului. De exemplu, un monocromator, un unghi de rotație spectrograf grilaj MS3501 este de la 0 ° la 55 °, ceea ce este echivalent cu lungime de undă corespunde 0-1290 nm grilajul 1200 linii / mm. Pentru grătare cu un număr diferit de linii, acest parametru este diferit și variază proporțional cu raportul dintre numărul de caneluri grilaje. Pentru zăbrele 600 lp / mm și 300 lp / mm lungime de undă maximă este respectiv de 2 ori și de 4 ori mai mare decât grilajul 1200 linii / mm, adică 2580 nm și 5160 nm. Un grilaj de 1800 linii / mm și 2400 linii / mm lungime de undă maximă este, respectiv, de 1,5 și de 2 ori, respectiv, va fi mai puțin și 860 nm și 645 nm.
EXEMPLUL 1 unghiul de rotire grilaj 1200 linii / mm în MS3501 monocromator spectrograf este 0-1290 nm. Atunci când se utilizează un grilaj, cu o lungime de undă de lumină într-un unghi de 250 nm gama de lungimi de undă de operare va fi 170-500 nm (intervalul în care eficiența gratarului este eficiența relativă nu mai puțin de 40 de procente, la o lungime de undă de lumină în carbon). aparat de lucru același domeniu spectral este 180-500 nm, deoarece radiațiile cu lungimi de undă mai scurte de 180 nm este absorbită de aer.
Exemplul 2 Întorcându unghiulare grilajul 1800 linii / mm MS3501 este 0-860 nm. Atunci când se utilizează un grilaj, cu o lungime de undă de 750 nm carbon luciu gama de lungimi de undă de operare va fi 500-1100 nm. aparat de lucru același domeniu spectral este 500-860 nm, deoarece Lungime de unda de delimitare a domeniului spectral de lucru al instrumentului nu este limitată la intervalul de lucru al grilajului în sine (500-1100 nm), iar unghiul maxim de rotație în unitatea de zăbrele.

Diafragma și diafragma relativă.

Dispozitiv de iluminare spectrală Diafragma caracterizează creată în planul focal al lentilei de focalizare sau incidentul de flux de radiații de pe receptor de radiații. Energia de radiație care trece prin dispozitivul și incidentul de radiații spectrală de pe receptor este determinată colimator diafragma relativă și lentile de focalizare. Obiectiv cu o circulară intrare elev diametru d la distanță focală f este caracterizată printr-o deschizătură

sau un număr egal cu focal

Lens cu un elev intrare dreptunghiular cu laturile a și h se caracterizează printr-o deschizătură

De exemplu, dacă distanța focală a oglinzii colimatorului este de 380 mm, iar dimensiunile sale - 70x70 mm, raportul de deschidere ε = 1 / 4.8. un număr focal este 4.8.
Numărul focal mai mic, cea mai mare parte a radiației de la sursa trece printr-un instrument de spectrala intră în receptor. Prin urmare, în cazul în care sursa de radiație este foarte slabă, este necesar să se selecteze instrumente spectrale cu un număr mai mic focal (bo lshim cu deschidere relativă). Rețineți, totuși, că, odată cu scăderea numărului focal caracterizând bo mai mare raport de deschidere a dispozitivului, se deteriorează din cauza aberațiilor crescute (sferice și comă), rezoluția dispozitivului.

Dispersia și putere de rezoluție.

Caracteristicile importante ale instrumentului spectroscopice sunt dispersia sa unghiulare și liniare. Dispersia unghiulară este o caracteristică a unui aparat de dispersare (difracție). Acest lucru determină capacitatea sa de a devia radiații de diferite lungimi de undă la unghiuri diferite. Dacă două raze apropiate de lungimi de undă λ și λ + dλ respectiv deviate prin unghiurile θ și θ + dθ. dispersia unghiulară este definită ca derivatul dθ / dλ.
Pentru dispersia unghiulară a rețelei de difracție

Evident, dispersia unghiulară este mai mare, cu cât numărul de linii / mm (lp / mm) în zăbrele și mai mult unghiul de difracție, iar în cazul funcționării în ordinele înalte ale spectrului.
Caracteristica de dispersie liniară a dispozitivului este în ansamblu. Dacă dl este distanța pe suprafața imaginii între două linii spectrale învecinate, diferența de lungimi de undă este dλ egală. atunci dispersia liniară este derivatul dl / dλ.
Adesea, instrumentele spectrale sunt caracterizate printr-o cantitate numită invers liniară de dispersie dλ / dl și exprimate în nm / mm

f2 - lungimea focală a obiectivului de focalizare,
# 948; - unghiul de înclinare al suprafeței imaginii.

O caracteristică importantă a dispozitivului spectrale este limita de rezoluție, definită ca fiind cea mai mică diferență între lungimile de undă # 948; λ două linii spectrale monocromatică de intensitate egală, care sunt permise, și anume observate separat.
Pentru a cuantifica capacitatea dispozitivului de a distinge între două linii spectrale strâns distanțate între ele separate, introduce conceptul rezoluției ca raportul dintre lungimea de undă la limita de rezoluție:

Luați în considerare relația dintre rezoluția și varianța.

bl - distanța minimă între două linii monocromatice rezolvabile.

Astfel, capacitatea de rezoluție a dispozitivului este proporțională cu dispersia sa liniară. Pentru a crește rezoluția monocromatoare sunt utilizate cu adăugarea dispersiei (de exemplu, monocromator nostru / spectrograf MSDD1000) și monocromatoare ECHELLE operează în ordinele superioare ale spectrului (de exemplu, monocromator nostru Echelle / spectrograf MSE750).

Nivelul de lumină ambientală.

Toate ieșire monochromator fantă sunt întotdeauna se destramă descompuse într-un spectru de radiații, și chiar și o anumită cantitate de radiație parazită (împrăștiate) de alte lungimi de undă. Acest lucru poate fi explicat prin reflexie multiplă a luminii din părțile optice, rachete de semnalizare la jantele lor și pereții interiori ai dispozitivului, împrăștierea luminii pe suprafețele optice ale pieselor.
lumină difuză reduce precizia de măsurare spectrofotometrică în special atunci când luminozitatea sursei sau sensibilitatea detectoarelor în intervalul zonei de studiu este scăzut. Pentru a reduce nivelul de lumină ambientală, avem bordură neagră și pereți interiori cu acoperiri speciale, precum și stabilite în interiorul zidurilor de instrumente și se aplică filtre suplimentare.
Cel mai sigur mod de a elimina lumina difuză este de a utiliza o dispersie dublă monocromator (de exemplu, monocromator nostru / spectrograf MSDD1000) și monocromatoare duble (de exemplu, monocromator nostru dublu cu dispersie scădere DM160). Prezența unei duble monocromator cu fantă intermediară permite trei ordine de niveluri de magnitudine mai mică de lumină ambientală, ceea ce face ca aceste dispozitive indispensabile în spectroscopie Raman cu laser, unde semnalele măsurate zece ordine de mărime mai mică decât semnalul de laser.

Astigmatismul de compensare (IMAGING).

POSIBILITATEA detector INSTALARE.

Pentru detectarea spectrului obținut prin dispozitivul spectral, se pot utiliza diferite sisteme de înregistrare - detectori (detaliu principalele tipuri de sisteme de înregistrare și de caracteristicile lor pot fi găsite aici). În funcție de tipul de detector poate fi montat fie direct la portul de ieșire sau la fanta de ieșire a spectrometrului.
Pentru detectori integral, cu o zonă de recepție este necesară cel puțin 5 mm pentru a utiliza un ansamblu special de cuplare, care prin intermediul unei oglinzi toroidal poartă imaginea de ieșire fantă pe suprafața fotosensibilă a receptorului radiații. În acest caz, toate monocromator de radiații de ieșire cade pe zona de recepție a receptorului de radiații, fără pierderi.
Oferim adaptoare pentru detectoarele noastre standard și adaptoare pentru instalarea de detectoare de alți producători.

Cea mai mare parte a echipamentului fabricat de „TII“ au un grad ridicat de automatizare, care asigură fiabilitatea componentelor electronice integrate. Procese grilajul de rotatie, schimbare a rețelelor de difracție (modele pentru turela), setarea lățimii fantelor dezvăluire spectrale, schimbă portul de ieșire, și controlul funcționării dispozitivelor auxiliare, cum ar fi o roată de filtru, obturator și alte rapid, complet automatizat. Trebuie doar să fie stabilite cu ajutorul unui calculator sau de control la distanță parametrii de funcționare ale unităților portabile corespunzătoare acestei măsurare și sistemul va genera automat toate substituțiile și personalizare.
Pentru a controla instrumentul spectrale, un program special „DevCTRL“, care vine cu dispozitivul gratuit.