Glasfaserspektrometer leiten Lichtsignale durch Glasfasern und spektrifizieren sie und werden in wissenschaftlicher Forschung und Industrie weit verbreitet. Das Faserspektrometer ist ein Instrument, das auf dem Prinzip der optischen Diffusion basiert und das Lichtsignal durch die Faser leitet, um eine schnelle und präzise Analyse der Wellenlänge, Intensität und anderen Parameter des Lichts zu ermöglichen. Mit seinen Vorteilen wie kleiner Größe, schneller Reaktionsgeschwindigkeit und hoher Flexibilität (fernmessbar) wurde es in Forschung, Industrie, Umweltschutz, Medizin und anderen Bereichen weit verbreitet und hat allmählich einige traditionelle große Spektralanalysegeräte ersetzt.
Das Arbeitsprinzip eines Faserspektrometers basiert auf der Diffusion des Lichts und der fotoelektrischen Umwandlung. Die Kernprozesse sind wie folgt:
Lichtsignalerfassung: Lichtquellen wie weiße Lichtquellen, Laser oder LED erzeugen ein Lichtsignal, das die zu messende Probe beleuchtet. Nachdem die Probe ein Lichtsignal absorbiert, reflektiert oder übertragen hat, gelangt das Licht, das die Probeninformationen trägt, in die Faser.
Optische Signalübertragung: Die optische Faser überträgt das optische Signal in das Spektrometer, um das Signal intakt zu halten und optische Störungen zu reduzieren.
Lichtsignalauflösung: Das Lichtsignal gelangt durch den Eintrittsspalt in das geradlinige Objektiv und wird in quasi-paralleles Licht, nachdem es auf das Gitter ausgestrahlt wird. Der Raster nutzt das Diffraktionsprinzip, um Licht mit verschiedenen Wellenlängen zu streuen und ein Spektrum zu bilden.
Optische Signalfokus: Bildreflektoren fokussieren das disperse Spektrum auf die Empfangsfläche eines Array-Detektors wie CCD, um eine Spektralfläche zu bilden.
Optoelektronische Konvertierung und Datenverarbeitung: Der Detektor wandelt optische Signale in elektrische Signale um, die durch analoge digitale Konvertierung (A/D) und Verstärkung von Datenverarbeitungssystemen analysiert und spektrale Informationen (wie Wellenlängen, Intensitätsverteilung) darstellt.
Hinweise zur Verwendung
Faser- und Sondenwartung: die Faserendefläche ist anfällig für Staub und Ölverschmutzung, was zu einer Verletzung des Lichtsignals führt und regelmäßig mit wasserfreiem Ethanol abwischen muss (mit speziellem Linsenpapier, um Kratzer zu vermeiden); Die Sonde muss Kollisionen und hohe Temperaturen vermeiden (insbesondere bei Kunststoffsonden, die langfristig hohe Temperatur altert).
Umgebungsstörungskontrolle: bei der Messung muss starkes direktes Licht (wie Sonnenlicht, starke Beleuchtung) vermieden werden, insbesondere die sichtbare Spektralanalyse, das äußere Licht kann die Signalgenauigkeit beeinflussen; Bei der hohen Genauigkeit der Messung muss die Umgebungstemperatur gesteuert werden (Temperaturschwankungen können zu einer Änderung der Raster- und Detektorleistung führen, die Verwendung in einer stabilen Umgebung von 20-25 ° C wird empfohlen).
Kalibrierung und Validierung: Regelmäßige Kalibrierung mit Standardproben (z. B. Quecksilberlampen für Wellenlängenkalibrierung, Deuteriumlampen, Standard-Whiteboards für Intensitätskalibrierung), um die Genauigkeit der Messdaten zu gewährleisten; Nach längerer Nichtnutzung muss der erste Einstart über 30 Minuten vorwärmt werden, bis das Gerät stabilisiert ist und dann gemessen wird.
Probenvorbehandlung: Behandlung der Probe je nach Messart (Reflexion, Transmission, Fluoreszenz), wie die Transmissionsmessung sicherstellen muss, dass die Probe gleichmäßig ist, keine Blasen (Flüssigkeit) oder keine Kratzer (Festplatten); Die Reflexionsmessung muss sicherstellen, dass die Probenoberfläche glatt ist, um diffuse Reflexionsstörungen zu vermeiden.