مقدمه
آنالیز طیفی نوری یک تکنیک تحقیقاتی ضروری برای بررسی ترکیب مواد و ساختار مولکولی است. این به طور گسترده ای در فیزیک، شیمی، زیست شناسی، علم مواد، نظارت بر محیط زیست، اکتشاف فضا، و بازرسی کیفیت صنعتی پذیرفته شده است.
عملکرد گریتینگ به عنوان جزء عملکردی اصلی هر طیفسنج، مستقیماً شاخصهای حیاتی سیستم از جمله وضوح طیفی، پوشش طول موج قابل استفاده و توان عملیاتی نوری را تعیین میکند. در طراحی نوری، انتخاب معقول پارامترهای گریتینگ و تطبیق با آرایه های آشکارساز و سایر قطعات نوری یک پیش نیاز اساسی برای تضمین عملکرد کامل طیف سنج است.
(نمودار: طرح شماتیک یک طیفسنج پایه که شکاف ورودی، آینه موازی، توری پراکنده، آینه متمرکز و آرایه آشکارساز مسطح را نشان میدهد)
یک طیف سنج استاندارد از پنج ماژول اصلی تشکیل شده است: شکاف ورودی، عنصر نوری همسو (آینه/عدسی)، عنصر پراکنده (گریت/منشور)، عنصر نوری متمرکز (آینه/عدسی)، و آرایه آشکارساز (سنسور CCD یا CMOS). نور از شکاف ورودی عبور می کند، توسط آینه همسو می شود و به عنصر پراکنده هدایت می شود، جایی که به اجزای طول موج گسسته جدا می شود. سپس نور تقسیم شده توسط آینه متمرکز بر روی آرایه آشکارساز متمرکز می شود تا یک طیف پیوسته را تشکیل دهد که امکان اندازه گیری کمی شدت نور را در هر طول موج فراهم می کند.
CNI Optics در طراحی نوری، تحقیق و توسعه عناصر نوری دقیق و ساخت تخصص دارد. ما راهحلهای نوری کاملاً سفارشی و متناسب با سیستمهای ابزار مشتری ارائه میکنیم. با تکیه بر دههها تجربه طراحی نوری و ساخت قطعات، قطعات اپتیکی با کارایی بالا از جمله گریتینگهای پراش، لنزهای نوری، آینههای مسطح، و فیلترهای طیفی را در کنار طراحی طیفنگار سفارشی و خدمات یکپارچهسازی کامل سیستم نوری ارائه میکنیم.
طراحی سیستم نوری
سیستمهای نوری طیفسنج معمولاً پیرامون پیکربندی Czerny-Turner (C-T) یا انواع اصلاحشده آن ساخته میشوند. طرحبندی C{3}}T دارای بستهبندی مکانیکی فشرده، رد نور سرگردان عالی، تراز نوری ساده، و سازگاری با طول موج گسترده است که آن را به معماری نوری غالب برای طیفسنجهای تجاری مدرن تبدیل میکند.
(نمودار: شماتیک ردیابی پرتوی کلاسیک Czerny-پیکربندی نوری Turner)
طراحان نوری پارامترهای گریتینگ همسان (چگالی شیار، طول موج شعله، زاویه شعله) را بر اساس باند موج کاری هدف، اندازه کلی ابزار و وضوح طیفی مورد نیاز انتخاب میکنند. فاصله کانونی آینه و فوکوس و دیافراگم شفاف برای تضمین دیافراگم عددی کافی و راندمان بالای جمع آوری نور محاسبه شده است.
برای بهینه سازی کیفیت تصویربرداری سیستم، زوایای شیب آینه و شعاع انحنا برای تصحیح انحرافات تک رنگ مانند اغما و آستیگماتیسم تنظیم شده اند و وضوح طیفی ثابتی را در سراسر محدوده طول موج عملیاتی کامل ارائه می دهند. پس از نهایی کردن طرحبندی نوری، شبیهسازی عددی و تجزیه و تحلیل ردیابی پرتوی کامل را از طریق نرمافزار طراحی نوری حرفهای برای ارزیابی وضوح سیستم، سطح نور سرگردان و توزیع انرژی طیفی انجام میدهیم.
CNI Optics دارای تجربه گسترده ای در طراحی طیف سنج نوری سفارشی شده است. ما طراحی طرحبندی اپتیکال سفارشی، جبران انحراف، و بهینهسازی عملکرد کلی را برای پاسخگویی به نیازهای تشخیص طیف کامل از UV (فرابنفش) تا NIR (نزدیک-مادون قرمز) ارائه میکنیم.
انتخاب رنده
انتخاب گریتینگ مناسب هنگام طراحی یک سیستم نوری بسیار مهم است. پارامترهای کلیدی برای ارزیابی عبارتند از چگالی شیار، طول موج شعله، زاویه شعله، راندمان پراش، و آستانه آسیب ناشی از لیزر (LIDT). تطبیق مشخصات توری با نیازهای نوری منحصر به فرد شما، سه معیار اصلی را متعادل می کند: وضوح طیفی سیستم، توان عملیاتی نوری و محدوده طول موج قابل استفاده.
چگالی شیار (واحدها: خطوط/mm یا شیارها/mm) قابلیت پراکندگی گریت را مشخص می کند. چگالی شیار بالاتر، پراکندگی زاویه ای بیشتر و وضوح طیفی برتر را ارائه می دهد، با این حال باند طول موج کل را که می توان روی آرایه آشکارساز تصویر کرد، باریک می کند. خط مشبک استاندارد ما 300 تا 3600 خط در میلیمتر را پوشش میدهد، که هم برای غربالگری باند پهن و هم برای آزمایشهای تحلیلی با وضوح فوقالعاده-بالا- مناسب است.
طول موج Blaze نشاندهنده طول موج خاصی است که در آن یک توری به حداکثر بازده پراش در یک مرتبه پراش تعیینشده میرسد. تعیین طول موج شعله نزدیک به طول موج مرکزی طیف هدف، توان عملیاتی نوری را به حداکثر میرساند و نسبت سیگنال به-سیستم (SNR) را بهبود میبخشد.
برای نصبهای لیزری با قدرت{{0} یا ابزارهای طیفی-شار بالا، آستانه آسیب ناشی از لیزر{2}}گریتینگ یک ویژگی حیاتی برای جلوگیری از تخریب دائمی نوری تحت چگالی توان نوری بالا است.
CNI Optics یک سری کامل از گریتینگ های بازتابنده صفحه با چگالی شیارهای مختلف و طول موج های شعله را عرضه می کند. گریتینگهای ما دارای راندمان پراش اوج بالا، نور سرگردان فوقالعاده-و پایداری حرارتی فوقالعاده برای برآوردن نیازهای کاربردی مختلف صنعتی و آزمایشگاهی هستند.
برنامه های کاربردی رایج
گریتینگ های پراش به عنوان اجزای پراکنده هسته برای طیف گسترده ای از ابزارهای تحلیلی نوری، به شرح زیر عمل می کنند:
- طیف سنجی فلورسانس: باند موج های تحریک و انتشار را برای اندازه گیری شدت فلورسانس نمونه و توزیع طیفی جدا می کند.
- طیفسنجی رامان: برای تفکیک سیگنالهای پراکندگی ضعیف رامان از پسزمینه پراکندگی شدید رایلی، به شبکههای با وضوح{{0} بالا نیاز دارد.
- اشعه ماوراء بنفش-طیفسنجی جذب چشم: غلظت نمونه و ساختارهای پیوند شیمیایی را با اندازهگیری جذب نور در نوارهای فرابنفش و مرئی مشخص میکند.
- طیفسنجی فروسرخ: تجزیه و تحلیل ترکیب مواد کمی و کیفی را با تشخیص نوارهای جذب مولکولی مشخص در محدودههای NIR (نزدیک-مادون قرمز) و MIR (میانگین-مادون قرمز) انجام میدهد.
- LIBS (لیزر-طیفسنجی شکست القایی): طیفهای گسیل اتمی تولید شده توسط پلاسمای القا شده لیزر-برای تحقق تجزیه و تحلیل کمی چند عنصری سریع را ضبط میکند.
- پایش آنلاین صنعتی و محیطی: به لطف پایداری بلندمدت عالی و ردپای مکانیکی فشرده، به طور گسترده برای-تشخیص گاز در زمان واقعی، تجزیه و تحلیل کیفیت آب، و اندازهگیری رنگ استفاده میشود.
CNI Optics از فنآوری پیشرفته ساخت گریتینگ، کنترل کیفیت کامل فرآیند{0} دقیق، و قابلیت تولید سفارشی انعطافپذیر برای ارائه اجزای نوری سفارشی-و راهحلهای اندازهگیری طیفی یکپارچه بهره میبرد. ما از نمونههای اولیه تحقیقات آکادمیک و سفارشیسازی ابزار صنعتی انبوه پشتیبانی میکنیم و سختافزاری با عملکرد پایدار-برای پیشرفت فناوری تشخیص نوری ارائه میکنیم.
ما می توانیم به طور کامل پارامترهای نوری و معماری سیستم را با توجه به نیازهای فنی شما سفارشی کنیم. اگر نیاز به توسعه سفارشی دارید، لطفاً در هر زمان با تیم ما تماس بگیرید. تیم مهندسی نوری ما یک راه حل نوری بهینه را متناسب با مشخصات ابزار شما سفارشی می کند.
