Ŝlosilvortoj: VPH Solid-faza holografia krado, Transmittance-spektrofotometro, Reflektanca spektrometro, Czerny-Turner Optika vojo.
1.Superrigardo
La optika fibro-spektrometro povas esti klasifikita kiel reflektado kaj dissendo, laŭ tipo de la difrakta krado.Difrakta krado estas baze optika elemento, havante grandajn nombrojn da egale spacigitaj ŝablonoj aŭ sur la surfaco aŭ interne.Ĝi estas kritika komponenta optika fibro-spektrometro.Kiam la lumo interagas kun ĉi tiuj kradoj, disvastiĝas en apartajn angulojn determinitajn de malsamaj ondolongoj tra fenomeno konata kiel lumdifrakto.
Supre: Diskriminacia reflekta spektrometro (maldekstre) kaj transmitanca spektrometro (dekstre)
Difraktaj kradoj estas ĝenerale klasifikitaj en du tipojn: reflektado kaj Dissendado kradoj.Reflektaj kradoj povas esti plue dividitaj en ebenajn reflektajn kradojn kaj konkavajn kradojn, dum transmisiaj kradoj povas esti subdividitaj en kanel-specajn transmisiajn kradojn kaj volumenajn fazajn holografiajn (VPH) transmisiajn kradojn.Ĉi tiu artikolo ĉefe prezentas la ebenan krad-specan reflektan spektrometron kaj la VPH-kradan transmitan spektrometron.
Supre: Reflekta krado (maldekstre) kaj Transdona krado (dekstre).
Kial la plej multaj spektrometroj nun elektas kradan disperson anstataŭ prismo?Ĝi estas ĉefe determinita per la spektraj principoj de la krado.La nombro da linioj je milimetro sur la krado (liniodenseco, unuo: linioj/mm) determinas la spektrajn kapablojn de la krado.Pli alta kradlinia denseco rezultigas pli grandan disvastiĝon de lumo de malsamaj ondolongoj post pasado tra la krado, kondukante al pli alta optika rezolucio.Ĝenerale, disponeblaj kaj kradaj sulkaj densecoj inkluzivas 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600 ktp., plenumante la postulojn por diversaj spektraj intervaloj kaj rezolucioj.Dum, prisma spektroskopio estas limigita per la disvastigo de vitromaterialoj, kie la disvastigposedaĵo de vitro determinas la spektroskopan kapablecon de la prismo.Ĉar disvastigaj trajtoj de vitromaterialoj estas limigitaj, estas defie flekseble plenumi la postulojn de diversaj spektraj aplikoj.Tial, ĝi malofte estas uzita en komercaj miniaturaj fibro-optikaj spektrometroj.
Bildoteksto: Spektraj efikoj de malsamaj kradaj kaneldensecoj en la supra diagramo.
La figuro montras dispersan spektrometrion de blanka lumo tra vitro kaj difraktospektrometrion tra krado.
La evoluhistorio de kradoj, komenciĝas per la klasika "Young's duobla-fenda eksperimento": En 1801, la brita fizikisto Thomas Young malkovris la enmiksiĝon de lumo uzante duoblan-fendan eksperimenton.Monokromata lumo pasanta tra duoblaj fendoj elmontris alternajn brilajn kaj malhelajn franĝojn.La duobla-fenda eksperimento unue konfirmis ke lumo elmontras trajtojn similajn al akvo-ondoj (la onda naturo de lumo), kaŭzante sensacion en la fizikkomunumo.Poste, pluraj fizikistoj faris plurfendan interfereksperimentojn kaj observis la difraktofenomenon de lumo tra kradoj.Poste, franca fizikisto Fresnel evoluigis la bazan teorion de kraddifrakto kombinante la matematikajn teknikojn prezentitajn fare de germana sciencisto Huygens, uzante tiujn rezultojn.
La figuro montras la duoble-fendan interferon de Young maldekstre, kun alternaj brilaj kaj malhelaj franĝoj.Plurfenda difrakto (dekstre), distribuado de koloraj bendoj ĉe malsamaj ordoj.
2.Reflekta Spektrometro
La reflektospektrometroj tipe utiligas optikan padon kunmetitan de ebena difrakta krado kaj konkavaj speguloj, referite kiel la Czerny-Turner optika pado.Ĝi ĝenerale konsistas el fendeto, ebena fajrokrado, du konkavaj speguloj, kaj detektilo.Ĉi tiu agordo estas karakterizita per alta rezolucio, malalta devaga lumo kaj alta optika trairo.Post kiam la lumsignalo eniras tra mallarĝa fendo, ĝi unue estas kolimita en paralelan trabon per konkava reflektoro, kiu tiam frapas ebenan difraktan kradon kie la konsistigaj ondolongoj estas difraktitaj laŭ apartaj anguloj.Finfine, konkava reflektoro enfokusigas la difraktan lumon sur fotodetektilo kaj la signaloj de malsamaj ondolongoj estas registritaj per pikseloj ĉe malsamaj pozicioj sur la fotodiodpeceto, finfine generante spektron.Tipe, reflekta spektrometro ankaŭ inkludas kelkajn duordajn difrakto-subpremantajn filtrilojn kaj kolonlensojn por plibonigi la kvaliton de la produktaĵspektroj.
La figuro montras kruc-specan CT-optikan padan kradan spektrometron.
Menciindas, ke Czerny kaj Turner ne estas la inventintoj de ĉi tiu optika sistemo sed estas rememorataj pro siaj elstaraj kontribuoj al la kampo de optiko — aŭstra astronomo Adalbert Czerny kaj germana sciencisto Rudolf W. Turner.
La optika vojo Czerny-Turner ĝenerale povas esti klasifikita en du tipojn: krucita kaj disfaldita (M-tipo).La transirita optika vojo/M-tipa optika vojo estas pli kompakta.Ĉi tie, la maldekstra-dekstra simetria distribuado de du konkavaj speguloj relative al la ebena krado, elmontras reciprokan kompenson de ekster-aksaj aberacioj, rezultigante pli altan optikan rezolucion.La optika fibro-spektrometro SpectraCheck® SR75C uzas optikan vojon M-tipan, atingas altan optikan rezolucion ĝis 0.15nm en la ultraviola gamo de 180-340 nm.
Supre: Trans-speca optika vojo/vastigit-tipa (M-speca) optika vojo.
Krome, krom plataj flamkradoj, ekzistas ankaŭ konkava flamkradoj.La konkava flama krado povas esti komprenita kiel kombinaĵo de konkava spegulo kaj krado.Tial, konkava fajra krado spektrometro konsistas nur el fendo, konkava flama krado, kaj detektilo, rezultigante altan stabilecon.Tamen, la konkava fajrokradado metis la postulon sur kaj la direkto kaj distanco de okazaĵ-difrakta lumo, limigante la disponeblajn opciojn.
Supre: Konkava krada spektrometro.
Afiŝtempo: Dec-26-2023