מָבוֹא
ניתוח ספקטרלי אופטי הוא טכניקת מחקר הכרחית לחקירת הרכב החומר והמבנה המולקולרי. הוא אומץ באופן נרחב בפיזיקה, כימיה, ביולוגיה, מדעי החומרים, ניטור סביבתי, חקר חלל ובדיקת איכות תעשייתית.
כמרכיב הליבה הפונקציונלי של כל ספקטרומטר, ביצועי הרשת קובעים באופן ישיר אינדיקטורים קריטיים למערכת כולל רזולוציה ספקטרלית, כיסוי אורך גל שמיש ותפוקה אופטית. בתכנון אופטי, בחירה סבירה של פרמטרי סורג והתאמה עם מערכי גלאים וחלקים אופטיים אחרים היא תנאי מוקדם כדי להבטיח ביצועי ספקטרומטר מלאים.
(תרשים: פריסה סכמטית של ספקטרומטר בסיסי המראה חריץ כניסה, מראה קולימציה, סורג פיזור, מראת מיקוד ומערך גלאים מישוריים)
ספקטרומטר סטנדרטי מורכב מחמישה מודולי ליבה: חריץ כניסה, אלמנט אופטי קולימטיבי (מראה/עדשה), אלמנט פיזור (גרגר/פריזמה), אלמנט אופטי ממקד (מראה/עדשה), ומערך גלאים (חיישןCCD או CMOS). האור עובר דרך חריץ הכניסה, מאוחד על ידי המראה הקולימית ומופנה אל האלמנט המפזר, שם הוא מופרד למרכיבי אורך גל נפרדים. האור המפוצל ממוקד לאחר מכן על מערך הגלאים על ידי מראה המיקוד ליצירת ספקטרום רציף, המאפשר מדידה כמותית של עוצמת האור בכל אורך גל.
CNI Optics מתמחה בעיצוב אופטי, מו"פ וייצור של אלמנטים אופטיים מדויקים. אנו מספקים פתרונות אופטיים בהתאמה אישית מלאה המותאמים למערכות מכשירי הלקוח. בהתבסס על עשרות שנים של ניסיון בתכנון אופטי וניסיון בייצור רכיבים, אנו מספקים חלקים אופטיים בעלי ביצועים גבוהים, כולל רשתות עקיפה, עדשות אופטיות, מראות מישוריות ומסננים ספקטרליים, לצד עיצוב ספקטרוגרף מותאם אישית ושירותי אינטגרציה מלאים של מערכות אופטיות.
עיצוב מערכת אופטית
מערכות אופטיות ספקטרומטר בנויות לרוב סביב תצורת Czerny-Turner (C-T) או הגרסאות המשוננות שלה. פריסת C-T כוללת אריזה מכנית קומפקטית, דחיית אור תועה מעולה, יישור אופטי פשוט ויכולת הסתגלות רחבה של אורך גל, מה שהופך אותה לארכיטקטורה האופטית השלטת עבור ספקטרומטרים מסחריים מודרניים.
(תרשים: סכימה של מעקב אחר קרני של התצורה האופטית של צ'רני-טרנר הקלאסית)
מתכננים אופטיים בוחרים פרמטרים מותאמים של סורג (צפיפות חריץ, אורך גל בלעז, זווית בלעז) בהתבסס על פס גל העבודה של המטרה, גודל המכשיר הכולל והרזולוציה הספקטרלית הנדרשת. אורכי מוקד מראה ומיקוד ופתחים ברורים מחושבים כדי להבטיח צמצם מספרי מספיק ויעילות גבוהה של איסוף אור.
כדי לייעל את איכות ההדמיה של המערכת, זוויות הטיית המראה ורדיוסי העקמומיות מכוונים לתיקון סטיות מונוכרומטיות כגון תרדמת ואסטיגמציה, ומספקות רזולוציה ספקטרלית עקבית בכל טווח אורכי הגל ההפעלה. לאחר סיום הפריסה האופטית, אנו עורכים סימולציה מספרית וניתוח מעקב-של קרני מלא באמצעות תוכנת עיצוב אופטי מקצועית כדי להעריך את רזולוציית המערכת, רמת האור התועה וחלוקת האנרגיה הספקטרלית.
CNI Optics מתגאה בניסיון רב בעיצוב אופטי ספקטרומטר מותאם אישית. אנו מספקים עיצוב פריסה אופטית בהתאמה אישית, פיצוי סטייה ואופטימיזציה של ביצועים כלליים כדי לעמוד בדרישות מלאות של-הספקטרום לזיהוי הספקטרום המשתרע על פני UV (אולטרה סגול) ועד NIR (קרוב-אינפרא אדום).
מבחר פומפיה
בחירת סורג נכונה היא קריטית בעת תכנון מערכת אופטית. פרמטרים עיקריים שיש להעריך כוללים צפיפות חריצים, אורך גל בלהבה, זווית הלהבה, יעילות עקיפה וסף נזק המושרה בלייזר (LIDT). התאמת מפרטי הסורג לדרישות האופטיות הייחודיות שלך מאזנת שלושה מדדי ליבה: רזולוציה ספקטרלית של המערכת, תפוקה אופטית וטווח אורכי גל שמיש.
צפיפות החריצים (יחידות: קווים/מ"מ או חריצים/מ"מ) מגדירה את יכולת הפיזור של הסורג. צפיפות חריצים גבוהה יותר מספקת פיזור זוויתי גדול יותר ורזולוציה ספקטרלית מעולה, אך עם זאת מצמצמת את רצועת אורך הגל הכוללת שניתן לצלם על מערך הגלאים. מערך הסורגים הסטנדרטי שלנו מכסה 300-3600 קווים/מ"מ, מתאים הן להקרנת פס רחב- והן לבדיקות אנליטיות ברזולוציה- גבוהה- במיוחד.
אורך גל בלעז מציין את אורך הגל הספציפי שבו סורג מגיע לשיא יעילות עקיפה בתוך סדר עקיפה ייעודי. ציון אורך גל להבעיר קרוב לאורך הגל המרכזי של ספקטרום היעד שלך ממקסם את התפוקה האופטית ומשפר את יחס אות -ל-מערכת רעש (SNR).
עבור הגדרות לייזר-בהספק או מכשירים ספקטרליים-גבוהים, סף הנזק המושרה בלייזר-של הלייזר הוא מפרט חיוני כדי למנוע השפלה אופטית קבועה תחת צפיפות הספק אופטית גבוהה.
CNI Optics מספקת סדרה שלמה של רשתות רפלקטיביות מישוריות עם צפיפויות חריצים מגוונות ואורכי גל להבעיר. הסורגים שלנו כוללים יעילות שיא של עקיפה גבוהה, אור תועה נמוך במיוחד ויציבות תרמית יוצאת דופן כדי לספק את הדרישות המגוונות של יישומים תעשייתיים ומעבדתיים.
יישומים נפוצים
רשתות עקיפה משמשות כרכיבי פיזור ליבה עבור מגוון רחב של מכשירים אנליטיים אופטיים, כמפורט להלן:
- ספקטרוסקופיה של פלואורסצנציה: מפרידה בין פסי גל עירור ופליטות כדי למדוד את עוצמת הקרינה של הדגימה וההתפלגות הספקטרלית.
- ספקטרוסקופיה של ראמאן: דורשת רשתות ברזולוציה גבוהה- כדי לפתור אותות פיזור ראמאן חלשים מרקע פיזור אינטנסיבי של ריילי.
- ספקטרוסקופיה של ספיגה של UV-: מאפיינת את ריכוז הדגימה ומבני קשר כימיים על ידי מדידת ספיגת האור על פני פסים אולטרה סגולים ונראים לעין.
- ספקטרוסקופיה אינפרא אדום: מבצעת ניתוח הרכב חומרים איכותי וכמותי על ידי זיהוי פסי ספיגה מולקולריים אופייניים בטווחי NIR (קרוב-אינפרא אדום) ו-MIR (אמצע-אינפרא אדום).
- LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy): לוכדת ספקטרום פליטה אטומית שנוצרת על ידי פלזמה מושרית-בלייזר כדי לממש ניתוח כמותי רב-מהיר.
- ניטור מקוון תעשייתי וסביבתי: פריסה רחבה לזיהוי גזים-בזמן אמת, ניתוח איכות מים ומדידות צבע הודות ליציבות מצוינת לטווח ארוך-וטביעת רגל מכנית קומפקטית.
CNI Optics ממנפת טכנולוגיה מתקדמת לייצור סורגים, בקרת איכות מלאה-שלמה של תהליך, ויכולת ייצור גמישה בהתאמה אישית כדי לספק רכיבים אופטיים-תפורים ופתרונות מדידה ספקטרליים משולבים. אנו תומכים הן באבות טיפוס של מחקר אקדמי והן בהתאמה אישית של מכשירים תעשייתיים, ומספקים חומרה יציבה וביצועים גבוהים- לקידום טכנולוגיית זיהוי אופטי.
אנו יכולים להתאים באופן מלא פרמטרים אופטיים וארכיטקטורות מערכת בהתאם לדרישות הטכניות שלך. אם יש לך צרכי פיתוח מותאם אישית, אנא צור קשר עם הצוות שלנו בכל עת; צוות ההנדסה האופטית שלנו יתאים אישית פתרון אופטי מותאם המותאם למפרטי המכשיר שלך.
