如何選配微型光纖光譜儀
光柵選擇是最比較復(fù)雜的。通常有兩個因素決定了光柵的選擇:波長范圍和光學(xué)分辨率。波長范圍受限于所選擇的探測器或光柵,或二者都有。光學(xué)分辨率不僅受限于光柵,還受限于狹縫寬度和探測器的像素數(shù)和像元尺寸)。還要考慮第三個因素,即光柵還會影響系統(tǒng)的靈敏度,這是因為不同的光柵的閃耀波長(即最高效率)位置各不相同。當對系統(tǒng)進行最優(yōu)化配置時,最好查看一下光柵的效率曲線。左圖中是幾種典型的600 線/mm光柵的效率曲線,效率最高點從紫外區(qū)到近紅外區(qū)。如果您可能很難在光譜范圍,光學(xué)分辨率和靈敏度間進行取舍,不要猶豫,請與我們聯(lián)系。或許您可以選擇雙通道或多通道光譜儀,使得在很寬的光譜范圍內(nèi)的都得到很高的分辨率,并保持很高的效率。 我提到狹縫了嗎?微型光譜儀有多種狹縫尺寸供您選擇,狹縫安裝在光纖接頭處(見圖4),并且被永久的固定在光譜儀上。有兩點需要記住,狹縫越小,光學(xué)分辨率越高;狹縫越大,進入光學(xué)平臺的光通量越多,即靈敏度越高。從本質(zhì)上說,需要折中兼顧光譜儀的分辨率和靈敏度。 幸好,選擇光譜儀的其他選項會相對容易一些。例如,對于波長小于360nm的紫外應(yīng)用,必須要給普通的CCD探測器增加一種紫外增強鍍膜-DUV。而其它探測器,比如薄型背照式CCD或CMOS則不需要這個選項。而為了避免二級衍射效應(yīng)的影響,可以通過在探測器的保護窗上鍍特殊膜層或安裝一個長通濾光片。其它的選項則跟應(yīng)用有關(guān),比如非線性校準和輻射定標只有在進行輻射測量時才需要。
假設(shè)需要配置一套用于測量液體樣品熒光的光譜系統(tǒng),為簡單起見假設(shè)樣品被置于一個標準比色皿中,那么我們該如何考慮配置光譜儀呢?首先,我們應(yīng)該考慮波長范圍和光學(xué)分辨率。大多數(shù)熒光測量裝置都選用紫外波段的激發(fā)光,而產(chǎn)生的熒光則在可見光區(qū)。如果我們想要同時測量激發(fā)光和熒光,最好選用能覆蓋200-1100nm的寬光譜光譜儀。如果我們想避開激光發(fā)而只測量熒光,可以選擇窄波段的光譜儀,比如360-1100nm或500-1100nm,這兩種配置可以選用300線/mm或600 線/mm的光柵。
經(jīng)驗告訴我們熒光信號通常比較弱,峰寬或者半高全寬(FWHM)比較大。考慮到這些因素,我們應(yīng)該選用一種靈敏度高的探測器,比如CCD探測器,同時使用一個相對較寬的狹縫,比如200 微米。寬狹縫可以保證更多的信號光進入光譜儀,當然另一方面降低了系統(tǒng)的分辨率。由于熒光的譜帶通常較寬,分辨率的影響可以不用考慮。回顧前面提到的光柵選擇(如300 線/mm或600 線/mm),所對應(yīng)的光學(xué)分辨率分別是8nm和4nm,這個分辨率對于熒光測量來說已經(jīng)足夠了。
除了光譜儀,我們還需要考慮種類紛雜的光源和采樣附件,但這已經(jīng)超出了這篇文章的范疇。正如上面的例子所表明的,通過一些簡單的步驟就就可以配置好滿足您應(yīng)用的微型光譜儀。最重要的是,不必猶豫盡管向我們咨詢有關(guān)儀器的一切問題,我們將會給您一套最適合您應(yīng)用的光譜儀配置。(end)
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