Optische signaaldetectiehardware-spectrometer
A spectrometerEen spectrometer is een optisch instrument dat polychromatisch licht scheidt in een spectrum. Er bestaan veel verschillende soorten spectrometers. Naast spectrometers voor zichtbaar licht zijn er ook infraroodspectrometers en ultravioletspectrometers. Afhankelijk van de gebruikte dispersie-elementen kunnen spectrometers worden onderverdeeld in prismaspectrometers, roosterspectrometers en interferentiespectrometers. Afhankelijk van de detectiemethode zijn er spectroscopen voor directe visuele waarneming, spectroscopen voor registratie met lichtgevoelige films en spectrofotometers voor het detecteren van spectra met behulp van foto-elektrische of thermo-elektrische elementen. Een monochromator is een spectraal instrument dat slechts één chromatografische lijn door een spleet laat lopen en wordt vaak gebruikt in combinatie met andere analytische instrumenten.
Een typische spectrometer bestaat uit een optisch platform en een detectiesysteem. Deze omvat de volgende hoofdonderdelen:
1. Invallende spleet: het objectpunt van het beeldvormingssysteem van de spectrometer, gevormd onder invloed van de invallende lichtstraling.
2. Collimatie-element: het licht dat door de spleet wordt uitgezonden, wordt parallel licht. Het collimatie-element kan een onafhankelijke lens, een spiegel of direct geïntegreerd in een dispersie-element zijn, zoals een concaaf rooster in een concaaf roosterspectrometer.
(3) Dispersie-element: meestal wordt een rooster gebruikt, zodat het lichtsignaal in de ruimte, afhankelijk van de golflengte, wordt gedispergeerd in meerdere bundels.
4. Focuselement: Focus de dispersieve bundel zodanig dat deze een reeks invallende spleetbeelden vormt op het brandvlak, waarbij elk beeldpunt overeenkomt met een specifieke golflengte.
5. Detectorarray: geplaatst in het brandvlak voor het meten van de lichtintensiteit van elk beeldpunt van een bepaalde golflengte. De detectorarray kan een CCD-array of een ander type lichtdetectorarray zijn.
De meest voorkomende spectrometers in grote laboratoria zijn CT-structuren, en deze klasse spectrometers wordt ook wel monochromator genoemd. Deze worden hoofdzakelijk in twee categorieën verdeeld:
1. Symmetrische off-axis scan-CT-structuur: bij deze structuur is het interne optische pad volledig symmetrisch en heeft het rasterwiel slechts één centrale as. Door de volledige symmetrie treedt secundaire diffractie op, wat resulteert in bijzonder sterke strooilichtverspreiding. Omdat het een off-axis scan betreft, zal de nauwkeurigheid hierdoor afnemen.
2. Asymmetrische axiale CT-scanstructuur, dat wil zeggen dat het interne optische pad niet volledig symmetrisch is. Het rastertorenwiel heeft twee centrale assen om ervoor te zorgen dat de rasterrotatie in de as wordt gescand, waardoor strooilicht effectief wordt onderdrukt en de nauwkeurigheid wordt verbeterd. Het ontwerp van de asymmetrische in-axis CT-scanstructuur draait om drie belangrijke punten: optimalisatie van de beeldkwaliteit, eliminatie van secundair diffractielicht en maximalisatie van de lichtstroom.
De belangrijkste onderdelen zijn: A. incidentlichtbronB. Ingangsspleet C. collimatiespiegel D. rooster E. focusseerspiegel F. Uitgang (spleet) G.fotodetector
Een spectroscoop is een wetenschappelijk instrument dat complex licht opsplitst in spectraallijnen. Het instrument bestaat uit prisma's of diffractieroosters, enzovoort, en gebruikt de spectroscoop om het licht te meten dat van het oppervlak van een object wordt weerkaatst. Het zevenkleurige licht van de zon is het deel dat met het blote oog kan worden onderscheiden (zichtbaar licht). Wanneer de spectroscoop het zonlicht echter ontleedt op basis van de golflengten, blijkt dat zichtbaar licht slechts een klein deel van het spectrum uitmaakt. De rest van het spectrum, zoals infrarood, microgolven, ultraviolet en röntgenstraling, kan niet met het blote oog worden waargenomen. Door de lichtinformatie vast te leggen met de spectroscoop, deze te ontwikkelen op fotografische platen of door middel van automatische computerweergave en analyse, kan worden vastgesteld welke elementen een object bevat. Deze technologie wordt veelvuldig gebruikt voor de detectie van luchtvervuiling, watervervuiling, voedselhygiëne, in de metaalindustrie, enzovoort.
Geplaatst op: 05-09-2024