Fjalët kyçe: VPH grilë holografike me fazë të ngurtë, spektrofotometër transmetues, spektrometri i reflektimit, shteg optik Czerny-Turner.
1.Përmbledhje
Spektometri i fibrës optike mund të klasifikohet si reflektim dhe transmetim, sipas llojit të grilës së difraksionit.Një grilë difraksioni është në thelb një element optik, që përmban një numër të madh modelesh të barabarta qoftë në sipërfaqe ose brenda.Është një spektrometër i fibrës optike me komponentë kritik.Kur drita ndërvepron me këto grila, shpërndahuni në kënde të dallueshme të përcaktuara nga gjatësi vale të ndryshme përmes një fenomeni të njohur si difraksioni i dritës.
Sipër: Spektometri i reflektimit të diskriminimit (majtas) dhe spektrometri i transmetimit (djathtas)
Rrjetat e difraksionit në përgjithësi klasifikohen në dy lloje: grila reflektimi dhe rrjeta transmetuese.Rrjetat e reflektimit mund të ndahen më tej në rrjeta reflektimi të rrafshët dhe grila konkave, ndërsa grilat e transmetimit mund të ndahen në grila transmetimi të tipit brazdë dhe rrjeta transmetimi holografik të fazës së vëllimit (VPH).Ky artikull prezanton kryesisht spektrometrin e reflektimit të tipit të grilës së flaktë në aeroplan dhe spektrometrin e transmetimit të tipit të rrjetës VPH.
Sipër: Grilë reflektuese (majtas) dhe rrjetë transmetimi (djathtas).
Pse shumica e spektrometrave zgjedhin tani dispersionin me grilë në vend të prizmit?Ajo përcaktohet kryesisht nga parimet spektrale të grilës.Numri i vijave për milimetër në grilë (densiteti i linjës, njësia: vija/mm) përcakton aftësitë spektrale të grilës.Një densitet më i lartë i linjës së rrjetës rezulton në shpërndarje më të madhe të dritës me gjatësi vale të ndryshme pasi kalon nëpër grilë, duke çuar në rezolucion më të lartë optik.Në përgjithësi, dendësia e brazdës së disponueshme dhe e grilës përfshin 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600, etj., duke plotësuar kërkesat për vargje dhe rezolucione të ndryshme spektrale.Ndërsa, spektroskopia e prizmit kufizohet nga dispersioni i materialeve të qelqit, ku vetia dispersive e qelqit përcakton aftësinë spektroskopike të prizmit.Meqenëse vetitë dispersive të materialeve të qelqit janë të kufizuara, është sfiduese të përmbushen në mënyrë fleksibël kërkesat e aplikacioneve të ndryshme spektrale.Prandaj, përdoret rrallë në spektrometrat komerciale të fibrave optike në miniaturë.
Titulli: Efektet spektrale të densiteteve të ndryshme të brazdës së grilave në diagramin e mësipërm.
Figura tregon spektrometrinë e shpërndarjes së dritës së bardhë përmes xhamit dhe spektrometrinë e difraksionit përmes një grilë.
Historia e zhvillimit të grilave, fillon me "eksperimentin me dy çarje të Young" klasik: Në vitin 1801, fizikani britanik Thomas Young zbuloi ndërhyrjen e dritës duke përdorur një eksperiment me dy çarje.Drita monokromatike që kalonte nëpër çarje të dyfishta shfaqte skaje të alternuara të ndritshme dhe të errëta.Eksperimenti me dy çarje vërtetoi fillimisht se drita shfaq karakteristika të ngjashme me valët e ujit (natyra valore e dritës), duke shkaktuar një ndjesi në komunitetin e fizikës.Më pas, disa fizikanë kryen eksperimente të ndërhyrjes me shumë çarje dhe vëzhguan fenomenin e difraksionit të dritës përmes grilave.Më vonë, fizikani francez Fresnel zhvilloi teorinë bazë të difraksionit të grilave duke kombinuar teknikat matematikore të paraqitura nga shkencëtari gjerman Huygens, duke u mbështetur në këto rezultate.
Figura tregon ndërhyrjen me dy çarje të Young në të majtë, me skaje të alternuara të ndritshme dhe të errëta.Difraksioni me shumë çarje (djathtas), shpërndarja e brezave me ngjyra në renditje të ndryshme.
2.Spektometri reflektues
Spektrometrat e reflektimit zakonisht përdorin një shteg optik të përbërë nga një rrjetë difraksioni të rrafshët dhe pasqyra konkave, të referuara si shtegu optik Czerny-Turner.Përgjithësisht përbëhet nga një çarje, një grilë me flakë aeroplani, dy pasqyra konkave dhe një detektor.Ky konfigurim karakterizohet nga rezolucion i lartë, dritë e ulët e humbur dhe xhiro e lartë optike.Pasi sinjali i dritës hyn përmes një çarjeje të ngushtë, ai fillimisht kolimohet në një rreze paralele nga një reflektor konkav, i cili më pas godet një rrjetë difraksioni planare ku gjatësitë e valëve përbërëse difraktohen në kënde të dallueshme.Së fundi, një reflektor konkav fokuson dritën e difraksionit në një fotodetektor dhe sinjalet e gjatësive të ndryshme valore regjistrohen nga pikselët në pozicione të ndryshme në çipin e fotodiodës, duke gjeneruar përfundimisht një spektër.Në mënyrë tipike, një spektrometër reflektimi përfshin gjithashtu disa filtra të rendit të dytë për shtypjen e difraksionit dhe lente kolone për të përmirësuar cilësinë e spektrit të daljes.
Figura tregon një spektrometër të rrjetës së rrugës optike CT të tipit kryq.
Duhet përmendur se Czerny dhe Turner nuk janë shpikësit e këtij sistemi optik, por përkujtohen për kontributet e tyre të jashtëzakonshme në fushën e optikës - astronomi austriak Adalbert Czerny dhe shkencëtari gjerman Rudolf W. Turner.
Rruga optike Czerny-Turner në përgjithësi mund të klasifikohet në dy lloje: e kryqëzuar dhe e shpalosur (lloj M).Rruga optike e kryqëzuar/rruga optike e tipit M është më kompakte.Këtu, shpërndarja simetrike majtas-djathtas e dy pasqyrave konkave në lidhje me rrjetën e rrafshët, shfaq kompensim të ndërsjellë të devijimeve jashtë boshtit, duke rezultuar në rezolucion më të lartë optik.Spektrometri i fibrave optike SpectraCheck® SR75C përdor një shteg optik të tipit M, arrin rezolucion të lartë optik deri në 0.15nm në intervalin ultravjollcë prej 180-340 nm.
Sipër: Shtegu optik i tipit kryq/shteg optik i tipit të zgjeruar (lloj M).
Përveç kësaj, përveç grilave të sheshta të flakëve, ekziston edhe një grilë konkave e zjarrit.Grila konkave e zjarrit mund të kuptohet si një kombinim i një pasqyre konkave dhe një grilë.Prandaj, një spektrometri konkav i grilës së zjarrit përbëhet vetëm nga një çarje, një grilë konkave e zjarrit dhe një detektor, duke rezultuar në stabilitet të lartë.Megjithatë, grila konkave e zjarrit vendosi kërkesat si për drejtimin ashtu edhe për distancën e dritës së shpërthyer nga incidenti, duke kufizuar opsionet e disponueshme.
Sipër: Spektrometër me rrjetë konkave.
Koha e postimit: Dhjetor-26-2023