Keywords: VPH Solid-phase holographic grating, Transmittance spectrophotometer, Reflectance spectrometer, Czerny-Turner Optical nga agianan.
1. Overview
Ang fiber optic spectrometer mahimong maklasipikar isip pagpamalandong ug transmission, sumala sa tipo sa diffraction grating.Ang usa ka diffraction grating usa ka optical nga elemento, nga adunay daghang gidaghanon sa parehas nga gilay-on nga mga pattern bisan sa ibabaw o sa sulod.Kini usa ka kritikal nga sangkap nga fiber optic spectrometer.Sa diha nga ang kahayag makig-uban niini nga mga grating, isabwag ngadto sa managlahing mga anggulo determinado sa lain-laing mga wavelengths pinaagi sa usa ka panghitabo nga nailhan nga kahayag diffraction.
Ibabaw: Discrimination reflectance spectrometer (wala) ug transmittance spectrometer (tuo)
Diffraction gratings kasagaran giklasipikar ngadto sa duha ka matang: pagpamalandong ug Transmission gratings.Reflection gratings mahimong dugang nga bahinon ngadto sa plane reflection gratings ug concave gratings, samtang transmission gratings mahimong bahinon ngadto sa groove-type transmission gratings ug volume phase holographic (VPH) transmission gratings.Kini nga artikulo nag-una nga nagpaila sa plane blaze grating-type reflectance spectrometer ug ang VPH grating-type transmittance spectrometer.
Ibabaw: Reflection grating (wala) ug Transmission grating (tuo).
Ngano nga kadaghanan sa mga spectrometer karon gipili ang grating dispersion imbes nga prisma?Kini nag-una nga gitino pinaagi sa grating's spectral nga mga prinsipyo.Ang gidaghanon sa mga linya kada millimeter sa grating (line density, unit: lines/mm) nagtino sa spectral nga kapabilidad sa grating.Ang usa ka mas taas nga densidad sa linya sa grating moresulta sa mas dako nga pagsabwag sa kahayag sa lain-laing mga wavelength human sa pag-agi sa grating, nga mosangpot ngadto sa mas taas nga optical resolution.Kasagaran, ang mga densidad sa groove nga magamit ug grating naglakip sa 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600, ug uban pa, nga nagtagbo sa mga kinahanglanon alang sa lainlaing mga spectral range ug resolusyon.Samtang, ang prism spectroscopy limitado sa pagkatibulaag sa mga materyales nga bildo, diin ang dispersive nga kabtangan sa bildo nagtino sa spectroscopic nga kapabilidad sa prisma.Tungod kay limitado ang mga dispersive nga mga kabtangan sa mga materyal nga bildo, lisud nga mabag-o ang mga kinahanglanon sa lainlaing mga aplikasyon sa spectral.Busa, kini panagsa ra nga gigamit sa komersyal nga miniature fiber optic spectrometers.
Caption: Spectral nga mga epekto sa lain-laing mga grating groove density sa ibabaw nga diagram.
Ang numero nagpakita sa dispersion spectrometry sa puti nga kahayag pinaagi sa bildo ug diffraction spectrometry pinaagi sa usa ka grating.
Ang kasaysayan sa pag-uswag sa mga grating, nagsugod sa klasiko nga "Young's double-slit experiment": Niadtong 1801, ang British physicist nga si Thomas Young nakadiskobre sa interference sa kahayag gamit ang double-slit experiment.Ang monochromatic nga kahayag nga moagi sa double slits nagpakita sa nag-ilis-ilis nga hayag ug itom nga mga fringes.Ang double-slit nga eksperimento unang nagpamatuod nga ang kahayag nagpakita sa mga kinaiya nga susama sa mga balud sa tubig (ang balud nga kinaiya sa kahayag), nga nagpahinabog pagbati sa komunidad sa pisika.Pagkahuman, daghang mga physicist ang nagpahigayon daghang mga slit interference nga mga eksperimento ug naobserbahan ang diffraction phenomenon sa kahayag pinaagi sa mga grating.Sa ulahi, ang Pranses nga pisiko nga si Fresnel nakaugmad sa sukaranang teoriya sa grating diffraction pinaagi sa pagkombinar sa matematikal nga mga teknik nga gipatungha sa Aleman nga siyentipiko nga si Huygens, nga nagkuha niini nga mga resulta.
Ang numero nagpakita sa double-slit interference ni Young sa wala, nga adunay nag-ilis-ilis nga mahayag ug itom nga mga fringes.Multi-slit diffraction (tuo), pag-apod-apod sa mga kolor nga banda sa lain-laing mga order.
2.Reflective Spectrometer
Ang reflection spectrometer kasagarang naggamit ug optical path nga gilangkoban sa plane diffraction grating ug concave mirrors, nga gitawag ug Czerny-Turner optical path.Kasagaran kini naglangkob sa usa ka slit, usa ka plane blaze grating, duha ka concave nga salamin, ug usa ka detector.Kini nga configuration gihulagway pinaagi sa taas nga resolusyon, ubos nga stray light, ug taas nga optical throughput.Human nga ang signal sa kahayag mosulod pinaagi sa usa ka pig-ot nga slit, kini una nga mag-collimate ngadto sa usa ka parallel beam pinaagi sa usa ka concave reflector, nga moigo sa usa ka planar diffractive grating diin ang mga constituent wavelength gibahin sa managlahing mga anggulo.Sa katapusan, ang usa ka concave reflector nagpunting sa diffracted nga kahayag ngadto sa usa ka photodetector ug ang mga signal sa lain-laing mga wavelength girekord sa mga pixel sa lain-laing mga posisyon sa photodiode chip, sa katapusan makamugna og spectrum.Kasagaran, ang usa ka reflective spectrometer naglakip usab sa pipila ka mga second-order diffraction-suppressing filters ug column lens aron mapalambo ang kalidad sa output spectra.
Ang numero nagpakita sa usa ka cross-type nga CT optical path grating spectrometer.
Angayng hisgotan nga si Czerny ug Turner dili ang mga imbentor niining optical system kondili gihinumdoman tungod sa ilang talagsaong kontribusyon sa natad sa optika—ang Austrian nga astronomo nga si Adalbert Czerny ug German nga siyentipiko nga si Rudolf W. Turner.
Ang Czerny-Turner optical path sa kasagaran maklasipikar sa duha ka matang: crossed ug unfolded (M-type).Ang crossed optical path/M-type nga optical path mas compact.Dinhi, ang wala-tuo nga simetriko nga pag-apod-apod sa duha ka concave nga salamin nga may kalabotan sa plane grating, nagpakita sa usag usa nga bayad sa off-axis aberrations, nga miresulta sa mas taas nga optical resolution.Ang SpectraCheck® SR75C fiber optic spectrometer naggamit ug M-type nga optical path, nakab-ot ang taas nga optical resolution hangtod sa 0.15nm sa ultraviolet range nga 180-340 nm.
Ibabaw: Cross-type nga optical path/expanded-type (M-type) optical path.
Dugang pa, gawas sa patag nga blaze grating, adunay usab usa ka concave blaze grating.Ang concave blaze grating mahimong sabton nga kombinasyon sa usa ka concave nga salamin ug usa ka grating.Busa, ang usa ka concave blaze grating spectrometer naglangkob lamang sa usa ka slit, usa ka concave blaze grating, ug usa ka detector, nga miresulta sa taas nga kalig-on.Bisan pa, ang concave blaze grating nagtakda sa gikinahanglan sa direksyon ug gilay-on sa insidente-diffracted nga kahayag, nga naglimite sa anaa nga mga kapilian.
Ibabaw: Concave grating spectrometer.
Oras sa pag-post: Dis-26-2023