Wybór odpowiedniego światłowodu do spektrometru: praktyczny przewodnik

Wybór odpowiedniego włókna optycznego do systemu spektrometru ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia efektywności transmisji sygnału i dokładności pomiarów.Niewłaściwy wybór może prowadzić do utraty sygnału lub marnowania zasobów.

Na podstawie charakterystyki spektrometrów JINSP niniejszy przewodnik obejmuje trzy kluczowe parametry włókna:średnica rdzenia, pasmo pracy/materiał oraz otwór numeryczny (NA)Podano praktyczne wskazówki dotyczące wyboru włókien oraz konkretne zalecenia dotyczące naszych produktów.

1. Średnica rdzenia ️ Większy nie zawsze jest lepszy; kluczem jest dopasowanie detektora

Średniki rdzenia występują w różnych opcjach, takich jak 5 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 400 μm, 600 μm, a nawet do 1 mm lub więcej.zdolność odbioru spektrometru jest ograniczona szerokością szczeliny i wysokością powierzchni czułej na światło detektoraDlatego większe nie zawsze jest lepsze.

Różne średnice rdzeni włókienniczych

Połączenie sygnału włóknistego w szczelinę

Zalecenia JINSP dotyczące spectrometru światłowodowego:

• Spektrometry z liniowym detektorem CMOS (SR50C, SR75C): zaleca się włókno o średnicy rdzenia 200 μm.
• Spektrometry z wykrywaczem CCD powierzchni (SR100B, SR100Z, SR100Q, ST90S, ST100S itp.): Można stosować większą średnicę rdzenia 400 μm lub 600 μm, a także wielowłonkowe wiązki.

Wielowłonkowe wiązki posiadają okrągły układ na końcu wejściowym w celu skutecznego zbierania światła i liniowy układ na końcu wyjściowym, aby lepiej dopasować się do detektora CCD.

2. Długość fali i materiał włóknowy ?? Dopasować materiał do pasma w celu uniknięcia utraty transmisji

Wydajność transmisji włókna optycznego zależy od jego materiału.Podstawową zasadą jest wybór materiału włóknistego, który pasuje do rzeczywistego zakresu pracyUżycie niekompatybilnego materiału spowoduje niską przepuszczalność światła i poważne osłabienie sygnału.

Dostępne są trzy główne rodzaje materiałów włókienniczych, z różnymi pasami przydatności:

• Włókno o wysokiej zawartości OH: dla pasm UV/WID (UV/VIS)
• Włókno o niskiej zawartości OH: dla pasm bliskiej podczerwieni (NIR)
• Włókna odporne na promieniowanie UV: specjalnie zaprojektowane do pomiarów w zakresie czystego promieniowania UV

Zalecenia JINSP dotyczące specyficznego dla produktu modułowego spektrometru:

• SR50C, SR75C, SR100B spektrometry (zakres UV-VIS-NIR, 200 ‰ 1000 nm): stosować włókna o wysokiej zawartości OH.
• SR50R17, SR100N17/N25 spektrometry (zakres NIR, 900×2500 nm): stosować włókna o niskiej zawartości OH.

3. Numeryczna otwór (NA)
NA określa kąt przyjmowania i emisji światła przez światłowłókno, bezpośrednio wpływając na kąt rozbieżności światła przy wyjściu światła i wpływając na wydajność sprzężenia i utratę transmisji.Kluczową zasadą jest dopasowanie włókna NA do spektrometrów odbierających NA, a także z wszelkimi soczewkami lub wypukłymi lusterkami w ścieżce optycznej, aby uniknąć marnowania energii światła.

Wspólne wartości NA dla włókien multimodowych obejmują 0.1, 0.22, 0.39, i 0.5Standard branżowy to NA 0.22W przypadku tego NA średnica plamki światła po odległości rozprzestrzeniania się 50 mm wynosi około 22 mm, a po 100 mm około 44 mm.To zachowanie rozbieżności kieruje układem ścieżki optycznej i wyborem komponentów pomocniczych.

NA światłowodu określa kąt rozbieżności wiązki

Jeżeli włókno optyczne jest używane razem z soczewką lub wąskim lusterkiem, wartość NA powinna być jak najbliżej dopasowana, aby uniknąć strat energii

W przypadku spectrometru, NA reprezentuje maksymalny kąt akceptacji światła wchodzącego, co oznacza NA wewnętrznego wypukłego lusterka.

• Jeżeli włókno NA ≤ spektrometr NA: Przyjmuje się i wykorzystuje wszelkie światło uderzające.
• Jeżeli włókno NA > spektrometr NA: Część energii świetlnej nie może zostać odebrana, co powoduje utratę sygnału.

Wartość NA spektrometru jest wartością NA wewnętrznego wypukłego lusterka

Przy gromadzeniu sygnałów optycznych, oprócz wykorzystania przewodzenia światłowodowego, można również zastosować sprzężenie optyczne w wolnej przestrzeni.W ścieżce optycznej wolnej przestrzeni, numeryczna przysłona (NA) soczewki musi odpowiadać przysłonie widma, a szczelina widma musi być umieszczona w centralnym punkcie soczewki, aby osiągnąć wysoką przepustowość optyczną.

Połączenie optyczne w wolnej przestrzeni

Zalecenia dotyczące spectrometru modułowego JINSP dla poszczególnych produktów:

Spektrometry przenośne JINSP (seria ST) są zaprojektowane z dużym odbiorczym NA wynoszącym 0.25Potrafią one w pełni przyjmować światło ze standardowych włókien multimodowych NA 0.22 bez dodatkowej adaptacji, zapewniając efektywne wykorzystanie energii świetlnej.

O JINSP Company Limited

JINSP opracował szereg spektrometrów, w tym miniaturowe spektrometry światłowodowe, spektrometry światłowodowe o wysokiej rozdzielczości, spektrometry transmisyjne i miniaturowe spektrometry NIR.Wspieramy również dostosowanie konwencjonalnych parametrów optycznych, rozmiar, funkcje oprogramowania, interfejsy komunikacyjne i wiele innych.