<tt id="i6we2"></tt>
<sup id="i6we2"><option id="i6we2"></option></sup><object id="i6we2"><wbr id="i6we2"></wbr></object>
<object id="i6we2"><tr id="i6we2"></tr></object>
<object id="i6we2"><option id="i6we2"></option></object>
<object id="i6we2"><wbr id="i6we2"></wbr></object>
<object id="i6we2"><option id="i6we2"></option></object>
熱搜關(guān)鍵詞:拉曼光譜儀,光纖光譜儀,熒光光譜儀,地物光譜儀 | 
當前位置:技術(shù)支持 > 微型光纖光譜儀—交叉C-T型和M型光譜儀對比分析 技術(shù)文章

微型光纖光譜儀—交叉C-T型和M型光譜儀對比分析

點(diǎn)擊次數:2824  更新時(shí)間:2019-09-12

  摘要:光纖光譜儀自從上個(gè)世紀末被發(fā)明以來(lái),其應用越來(lái)越廣泛。交叉式切尼-特納(Czerny-Turner,簡(jiǎn)稱(chēng)C-T)光路和基本型C-T光路(M型光路),是光纖光譜儀中常見(jiàn)的兩種分光光路,本文將詳細介紹交叉C-T光路和M型光路的基礎原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn),交叉C-T光路結構緊湊、靈敏度較高,而M型光路分辨率較高、雜散光性能更優(yōu)。

  常見(jiàn)的微型光譜儀一般是基于光柵分光,光譜儀的光學(xué)光路系統主要分為反射式和透射式系統,透射式系統光學(xué)系統體積較小并且光強較強,但在遠紅外到遠紫外的光譜范圍內缺少制造透鏡所需要的材料,會(huì )導致測得的光譜曲線(xiàn)不準,因此現代微型光譜儀很少采用這種結構;反射式系統適用的光譜范圍較廣,雖然相比透射式系統光強較弱,但反射鏡不產(chǎn)生色差,利于獲得平直的譜面,成像鏡選用反射鏡能夠保證探測器系統接收光譜的質(zhì)量。所以市面上主要以反射式光路的光譜儀為主。

  反射式光路中,目前光纖光譜儀市場(chǎng),比較普遍采用的光路結構形式分為:基本型切尼-特納(Czerny-Turner)光路結構(非交叉式)和交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路結構?;拘颓心?特納(Czerny-Turner)光路結構因其形狀酷似字母“M”,因此也常被稱(chēng)為M型光路結構,這便是M型光路的由來(lái)。

  圖 1基本型切尼-特納(Czerny-Turner)光路結構,光路看上去像字母“M”,所以也稱(chēng)為M型光路。
M型光路看上去也像阿拉伯數字“3”,因此奧譜天成M型光路光譜儀的名稱(chēng)均帶有3(第三位數為3),
如ATP5030、ATP5034、ATP3030、ATP3034

  圖 2 交叉式C-T光路結構示意圖

  光譜儀光路的光學(xué)性能,主要受數值孔徑、球差、像散、慧差,及各種像差的綜合性影響,從而決定了系統的光學(xué)靈敏度、雜散光和光學(xué)分辨率。

  常見(jiàn)光譜儀采用球面反射鏡,球差是必然存在的,球面鏡無(wú)法使系統中各球差項相消,交叉式和M型光路都只能校準到一定的水平,球差是一種累加的方式。M型光譜儀可通過(guò)控制相對孔徑來(lái)使球差小于像差容限,從而滿(mǎn)足分辨率的要求,在設計中有選擇的縮小M型光路的數值孔徑可以比較明顯的提高分辨率。如果想更進(jìn)一步的消除球差影響,那么可以采用拋物面或者自由曲面的方式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設計,但是成本昂貴,加工難度大,所以目前并沒(méi)有被市場(chǎng)接受。

  交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路結構的慧差相對于M型光路來(lái)說(shuō)有個(gè)相對突出的特點(diǎn)是,慧差可以被校準到一個(gè)比較理想的數值,并且得到的光譜斑點(diǎn)較為規整。具體體現在對交叉式結構分辨率的提升上。

  M型光路在像散優(yōu)化中具有明顯的天然優(yōu)勢,可將像散校正到一個(gè)很低的水平。相反的交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路在像散的校準方面比較弱,使得該光路的光譜分辨率較低。

  M型光路由于是一種相對對稱(chēng)的光學(xué)結構,雜散光會(huì )略微好于交叉對稱(chēng)型光路,但這并不會(huì )直接體現在兩種系統的雜散光終指標上。雜散光的抑制主要還是通過(guò)外部光學(xué)陷阱,內部采用吸光材質(zhì)或者增加粗糙度來(lái)提高對漫反射光的吸收,終達到消除雜散光效果。

  交叉式切尼-特納光路是由M型光路發(fā)展而來(lái),我們通常認為交叉式光路是一種折疊式的光路,所謂折疊式就是在整體的結構尺寸和空間利用上有必然的優(yōu)勢,結構更緊湊合理。M型光路則是一種展開(kāi)式光路,在整體的尺寸和空間利用上不及交叉式切尼-特納光路。因交叉式光路為緊湊,所以在微型光譜儀中通常采用的是就是這種交叉式光路。而針對于分辨率要求比較高的場(chǎng)合則更多的采用M型光路。

  分辨率是光譜儀重要的指標之一,從像差優(yōu)化設計來(lái)看,M型光路像差優(yōu)化效果更好,使得M型光路擁有更佳的分辨率,主要被用于高分辨率光譜儀中。而交叉式切尼-特納(Czerny-Turner)光路則用于中低分辨率光譜儀中。

 

表 1 M型光路和交叉式C-T型光路的對比

  奧譜天成的光譜儀系列產(chǎn)品齊全,依據M型光路和交叉式切尼-特納光路各自的光路特點(diǎn)和客戶(hù)需求,設計了多款相應的儀器,各自均對應不同的應用領(lǐng)域:

  l ATP2000、ATP5020、ATP3040、ATP5040采用了交叉型CT光路,重點(diǎn)突出結構的緊湊性和高靈敏度;

  l ATP3030、ATP5030、ATP3034、ATP5034采用M型光路,重點(diǎn)突出高分辨率和低雜散光。

  狹縫50μm,光譜儀范圍200-1000nm兩者的分辨率對比。圖3可觀(guān)察到,M型光路整段分辨率表現為中間好,兩邊逐漸變差;交叉型光路往長(cháng)波方向分辨率逐漸變好。這部分的差異主要體現在設計優(yōu)化中,可從設計中去調整不同的分辨率走勢來(lái)達到設計的要求。圖4中可看出,在520nm處兩種不同光路的點(diǎn)列圖情況,M型光路的RMS半徑值為11 μm,交叉型CT光路的RMS半徑值為98 μm。M型光路實(shí)際測試FWHM=1.3nm,交叉型光路實(shí)際測試FWHM=2.5nm。M型光譜儀分辨率明顯好于交叉型光譜儀。在實(shí)際的使用和光譜儀選擇中,客戶(hù)可根據分辨率、雜散光、靈敏度、體積等幾個(gè)指標有針對性的挑選相應的光譜儀,從而使得儀器與使用需求匹配。

圖 3 奧譜天成生成的ATP2000和ATP3030

圖 4 兩種光路結構的分辨率RMS spot radius對比,200-1000nm波長(cháng)范圍,從圖中可以看出,
交叉C-T型光路的光斑尺寸為75 μm,而M型光路的光斑尺寸僅為3.5 μm,M型光路的分辨率優(yōu)于交叉C-T型;(a)交叉型CT光路(該光路應用于A(yíng)TP2000); (b)M型光路(該光路應用于A(yíng)TP3030)

  圖 5 200-1000nm光譜范圍,兩種光路結構在520nm處的分辨率對比,交叉C-T型光路為98.9 μm,M型光路為11 μm,可知M型光路的分辨率明顯優(yōu)于交叉C-T型;(a) ATP2000交叉型CT光路; (b) ATP3030M型光路

表 2 奧譜天成采用M型光路的光纖光譜儀和采用交叉C-T光路的光纖光譜儀,型號的第三位數字為3的均為M型光路;型號*數字為5、6的,探測器具有制冷。

  圖 6 奧譜天成的光纖光譜儀產(chǎn)品集

聯(lián)系方式
  • 手機

    18020740586

在線(xiàn)客服
<tt id="i6we2"></tt>
<sup id="i6we2"><option id="i6we2"></option></sup><object id="i6we2"><wbr id="i6we2"></wbr></object>
<object id="i6we2"><tr id="i6we2"></tr></object>
<object id="i6we2"><option id="i6we2"></option></object>
<object id="i6we2"><wbr id="i6we2"></wbr></object>
<object id="i6we2"><option id="i6we2"></option></object>
隆安县| 兴隆县| 宜州市| 同仁县| 宜兰县| 汝南县| 奈曼旗| 满城县| 隆尧县| 综艺| 溧水县| 莎车县| 湟源县| 郸城县| 永善县| 铁岭市| 巴南区| 来凤县| 景泰县| 绥化市| 财经| 札达县| 景洪市| 千阳县| 泰顺县| 余江县| 慈溪市| 福海县| 洪江市| 永定县| 冷水江市| 虎林市| 武夷山市| 竹山县| 宾川县| SHOW| 乌拉特后旗| 镇宁| 翁牛特旗| 内江市| 南昌市| http://444 http://444 http://444 http://444 http://444 http://444