Увод
Оптичка спектрална анализа је незаобилазна истраживачка техника за испитивање састава материјала и молекуларне структуре. Широко је прихваћен у физици, хемији, биологији, науци о материјалима, праћењу животне средине, истраживању свемира и инспекцији индустријског квалитета.
Као основна функционална компонента сваког спектрометра, перформансе решетке директно одређују критичне системске индикаторе укључујући спектралну резолуцију, корисну покривеност таласном дужином и оптичку пропусност. У оптичком дизајну, разуман избор параметара решетке и усклађивање са низовима детектора и другим оптичким деловима је основни предуслов да се гарантују пуне перформансе спектрометра.
(Дијаграм: Шематски изглед основног спектрометра који приказује улазни прорез, колимирајуће огледало, дисперзивну решетку, огледало за фокусирање и планарни детекторски низ)
Стандардни спектрометар се састоји од пет основних модула: улазног прореза, колимирајућег оптичког елемента (огледало/сочиво), дисперзивног елемента (решетка/призма), фокусирајућег оптичког елемента (огледало/сочиво) и низа детектора (ЦЦД или ЦМОС сензор). Светлост пролази кроз улазни прорез, колимира га колимирајуће огледало и усмерава се на дисперзивни елемент, где се раздваја на дискретне компоненте таласне дужине. Раздвојено светло се затим фокусира на детекторски низ помоћу огледала за фокусирање да би се формирао континуирани спектар, омогућавајући квантитативно мерење интензитета светлости на свакој таласној дужини.
ЦНИ Оптицс специјализована је за оптички дизајн, истраживање и развој прецизних оптичких елемената и производњу. Ми испоручујемо потпуно прилагођена оптичка решења прилагођена системима инструмената корисника. Ослањајући се на деценијама искуства у оптичком дизајну и производњи компоненти, ми испоручујемо оптичке делове високих{2}}перформанси укључујући дифракционе решетке, оптичка сочива, планарна огледала и спектралне филтере, уз прилагођени дизајн спектрографа и потпуне услуге интеграције оптичког система.
Дизајн оптичког система
Оптички системи спектрометара се најчешће граде око Цзерни-Турнер (Ц-Т) конфигурације или њених модификованих варијанти. Ц-Т распоред карактерише компактно механичко паковање, одлично одбијање растресите светлости, једноставно оптичко поравнање и прилагодљивост широким таласним дужинама, што га чини доминантном оптичком архитектуром за модерне комерцијалне спектрометре.
(Дијаграм: Шема праћења зрака класичне Цзерни-Тарнер оптичке конфигурације)
Оптички дизајнери бирају одговарајуће параметре решетке (густина жлебова, таласна дужина пламена, угао пламена) на основу циљног радног таласног опсега, укупне величине инструмента и захтеване спектралне резолуције. Жижне даљине огледала за колимирање и фокусирање и јасни отвори су израчунати да би се обезбедио довољан нумерички отвор бленде и висока ефикасност сакупљања светлости.
Да би се оптимизовао квалитет слике система, углови нагиба огледала и радијуси закривљености су подешени да исправљају монохроматске аберације као што су кома и астигматизам, дајући доследну спектралну резолуцију у целом опсегу радних таласних дужина. Након финализације оптичког распореда, спроводимо нумеричку симулацију и анализу{1}}пуног праћења зрака преко професионалног софтвера за оптичко пројектовање да бисмо проценили резолуцију система, ниво лутања светлости и спектралну дистрибуцију енергије.
ЦНИ Оптицс се може похвалити великим искуством у прилагођеном оптичком дизајну спектрометара. Пружамо дизајн оптичког распореда по мери, компензацију аберација и општу оптимизацију перформанси како бисмо испунили захтеве детекције пуног-спектра у распону од УВ (ултраљубичастих) до НИР (блиских-инфрацрвених).
Одабир решетке
Правилан избор решетки је критичан приликом пројектовања оптичког система. Кључни параметри за процену укључују густину жлебова, таласну дужину пламена, угао пламена, ефикасност дифракције и праг оштећења изазваног ласером (ЛИДТ). Усклађивање спецификација решетке са вашим јединственим оптичким захтевима балансира три основне метрике: спектралну резолуцију система, оптичку пропусност и употребљив опсег таласних дужина.
Густина жлебова (јединице: линије/мм или жлебови/мм) дефинише дисперзиону способност решетке. Већа густина жлебова даје већу угаону дисперзију и супериорну спектралну резолуцију, а ипак сужава опсег укупне таласне дужине који се може снимити на детекторском низу. Наша стандардна линија решетки покрива 300–3600 линија/мм, погодна и за -скрининг широког опсега и за аналитичко тестирање ултра-високе{6}} резолуције.
Блазе таласна дужина означава специфичну таласну дужину на којој решетка достиже максималну ефикасност дифракције унутар одређеног реда дифракције. Одређивање таласне дужине пламена близу централне таласне дужине вашег циљног спектра максимизира оптичку пропусност и побољшава однос системског сигнала-на-шум (СНР).
За{0}}ласерске поставке велике снаге или спектралне инструменте{1}}великог флукса, праг оштећења изазваног ласером-решетке је витална спецификација да би се избегла трајна оптичка деградација под високом густином оптичке снаге.
ЦНИ Оптицс испоручује комплетну серију равних рефлектујућих решетки са различитим густинама жлебова и таласним дужинама пламена. Наше решетке се одликују високом вршном дифракцијском ефикасношћу, ултра-мало расипањем светлости и изванредном термичком стабилношћу да задовоље различите захтеве индустријске и лабораторијске примене.
Уобичајене апликације
Дифракционе решетке служе као основне дисперзивне компоненте за широк спектар оптичких аналитичких инструмената, као што је наведено у наставку:
- Флуоресцентна спектроскопија: Одваја таласне опсеге ексцитације и емисије ради мерења интензитета флуоресценције узорка и спектралне расподеле.
- Раманова спектроскопија: Захтева решетке високе{0}}резолуције да би се разрешили слаби сигнали Рамановог расејања из интензивне позадине Релејовог расејања.
- УВ-Вис апсорпциона спектроскопија: карактерише концентрацију узорка и структуре хемијских веза мерењем апсорпције светлости преко ултраљубичастих и видљивих трака.
- Инфрацрвена спектроскопија: Врши квалитативну и квантитативну анализу састава материјала откривањем карактеристичних опсега молекуларне апсорпције у НИР (блиски-инфрацрвени) и МИР (средњи-инфрацрвени) опсегу.
- ЛИБС (Ласер-Индуцед Бреакдовн Спецтросцопи): Снима спектре атомске емисије које генерише ласер-индукована плазма да би се реализовала брза квантитативна анализа са више-елемената.
- Индустријски и еколошки надзор на мрежи: Широко примењен за-детекцију гаса у реалном времену, анализу квалитета воде и мерење боје захваљујући одличној дуготрајној-стабилности и компактном механичком отиску.
ЦНИ Оптицс користи напредну технологију израде решетки, ригорозну потпуну-контролу квалитета процеса и флексибилне могућности производње по мери за испоруку прилагођених-оптичких компоненти и интегрисаних решења спектралног мерења. Подржавамо и прототипове академских истраживања и прилагођавање масовних индустријских инструмената, испоручујући стабилан хардвер високих-перформанси за унапређење технологије оптичке детекције.
Можемо у потпуности да прилагодимо оптичке параметре и архитектуру система према вашим техничким захтевима. Ако имате било какве потребе за прилагођеним развојем, контактирајте наш тим у било ком тренутку; наш тим оптичког инжењерства ће прилагодити оптимизовано оптичко решење прилагођено спецификацијама вашег инструмента.
