Клучни зборови: VPH цврстофазна холографска решетка, спектрофотометар на пропустливост, спектрометар на рефлексија, оптичка патека Черни-Тарнер.
1.Преглед
Спектрометарот со оптички влакна може да се класифицира како рефлексија и пренос, според типот на дифракционата решетка.Дифракционата решетка е во основа оптички елемент, кој се одликува со голем број на еднакво распоредени обрасци или на површината или внатре.Тоа е критична компонента спектрометар со оптички влакна.Кога светлината е во интеракција со овие решетки, дисперзирајте се во различни агли одредени од различни бранови должини преку феноменот познат како дифракција на светлината.
Горе: Спектрометар за дискриминација на рефлексија (лево) и спектрометар на пропустливост (десно)
Дифракционите решетки генерално се класифицираат во два вида: рефлектирачки и преносни решетки.Рефлектирачките решетки може дополнително да се поделат на решетки за рамна рефлексија и конкавни решетки, додека решетките за пренос може да се поделат на преносни решетки од типот на жлеб и преносни решетки за холографска фаза на волумен (VPH).Оваа статија главно го воведува спектрометарот на рефлексија од типот на рамна решетка и спектрометарот на пропустливост од типот на VPH решетка.
Горе: рефлектирачка решетка (лево) и решетка за пренос (десно).
Зошто повеќето спектрометри сега избираат дисперзија на решетка наместо призма?Тоа е првенствено определено од спектралните принципи на решетката.Бројот на линии на милиметар на решетката (густина на линијата, единица: линии/мм) ги одредува спектралните способности на решетката.Поголемата густина на линијата на решетка резултира со поголема дисперзија на светлината со различни бранови должини откако ќе помине низ решетката, што доведува до поголема оптичка резолуција.Општо земено, достапните и густините на жлебовите за решетки вклучуваат 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600 итн., кои ги исполнуваат барањата за различни спектрални опсези и резолуции.Додека, призмата спектроскопија е ограничена со дисперзија на стаклени материјали, каде што дисперзивното својство на стаклото ја одредува спектроскопската способност на призмата.Бидејќи дисперзивните својства на стаклените материјали се ограничени, предизвик е флексибилно да се задоволат барањата на различни спектрални апликации.Затоа, ретко се користи во комерцијални минијатурни спектрометри со оптички влакна.
Наслов: Спектрални ефекти на различни густини на жлебот за решетки во горната шема.
Сликата покажува дисперзивна спектрометрија на бела светлина низ стакло и дифракциона спектрометрија низ решетка.
Историјата на развојот на решетките започнува со класичниот „Експеримент со двоен пресек на Јанг“: во 1801 година, британскиот физичар Томас Јанг ја открил интерференцијата на светлината користејќи експеримент со двоен пресек.Монохроматската светлина што минува низ двојните процепи покажа наизменични светли и темни реси.Експериментот со двоен пресек најпрво потврди дека светлината покажува карактеристики слични на водните бранови (брановата природа на светлината), предизвикувајќи сензација во заедницата на физиката.Последователно, неколку физичари спроведоа експерименти со пречки со повеќе пресеци и го набљудуваа феноменот на дифракција на светлината низ решетките.Подоцна, францускиот физичар Френел ја развил основната теорија за дифракција на решетки со комбинирање на математичките техники изнесени од германскиот научник Хајгенс, потпирајќи се на овие резултати.
Сликата ја покажува пречката на Јанг со двоен пресек лево, со наизменични светли и темни реси.Дифракција со повеќе пресеци (десно), дистрибуција на обоени ленти по различен редослед.
2.Рефлексивен спектрометар
Спектрометрите на рефлексија вообичаено користат оптичка патека составена од рамна решетка за дифракција и конкавни огледала, наречена оптичка патека Черни-Тарнер.Генерално се состои од процеп, рамна решетка за пламен, две конкавни огледала и детектор.Оваа конфигурација се карактеризира со висока резолуција, мала залутана светлина и висока оптичка пропусност.Откако светлосниот сигнал ќе влезе низ тесен процеп, тој најпрво се колимира во паралелен зрак со конкавен рефлектор, кој потоа удира во рамна дифрактивна решетка каде што составните бранови должини се дифрактираат под различни агли.Конечно, конкавен рефлектор ја фокусира дифрактираната светлина на фотодетектор и сигналите со различни бранови должини се снимаат со пиксели на различни позиции на чипот на фотодиодот, што на крајот генерира спектар.Вообичаено, рефлексивниот спектрометар вклучува и некои филтри за потиснување на дифракција од втор ред и леќи со колони за да се подобри квалитетот на излезните спектри.
Сликата покажува вкрстен спектрометар за решетка на оптичка патека на КТ.
Треба да се спомене дека Черни и Тарнер не се пронаоѓачи на овој оптички систем, но се одбележани за нивниот исклучителен придонес во областа на оптиката - австрискиот астроном Адалберт Черни и германскиот научник Рудолф В. Тарнер.
Оптичката патека Черни-Тарнер генерално може да се класифицира во два вида: вкрстена и нераширена (М-тип).Вкрстената оптичка патека/ оптичката патека од типот М е покомпактна.Овде, симетричната дистрибуција од лево-десно на две конкавни огледала во однос на рамнината решетка, покажува взаемна компензација на аберации надвор од оската, што резултира со поголема оптичка резолуција.Спектрометарот со оптички влакна SpectraCheck® SR75C користи оптичка патека од типот М, постигнува висока оптичка резолуција до 0,15 nm во опсегот на ултравиолетовите 180-340 nm.
Горе: оптичка патека од вкрстен тип/оптичка патека од проширен тип (М-тип).
Дополнително, освен рамни блејз решетки, има и вдлабна блаз решетка.Конкавната огнена решетка може да се разбере како комбинација од вдлабнато огледало и решетка.Затоа, спектрометарот со конкавна решетка за пламен се состои само од процеп, конкавна решетка за пожар и детектор, што резултира со висока стабилност.Како и да е, конкавната решетка за пламен ги постави барањата и за насоката и за растојанието на светлината со дифракција на инцидентот, ограничувајќи ги достапните опции.
Горе: Спектрометар со вдлабнати решетки.
Време на објавување: Декември-26-2023 година