В области спектрометрии, обнаружения материалов и других областях качество соответствия отражающего волоконно - оптического зонда и источника света напрямую определяет точность измерения и стабильность сигнала. Высококачественное соответствие может привести к эффективности оптической передачи, снижению шумовых помех, в то время как неправильное сочетание может привести к ослаблению сигнала, спектральным искажениям и другим проблемам. Ниже сочетаются характеристики зонда с типом источника света, чтобы поделиться практическими навыками соответствия.
Основная предпосылка: точная адаптация диапазона длин волн
Соответствие длин волн является основой для обеспечения того, чтобы длина волны, излучаемой источником света, падала в эффективный интервал передачи зонда. Согласно спецификации продукта wyoptics, отражающий волоконно - оптический зонд может быть разделен на ультрафиолетовый / видимый (185 - 1100 нм), видимый / ближний инфракрасный (380 - 2500 нм) и другие типы по длине волны, например, глубокоультрафиолетовый зонд (серия FIB - UV) подходит для спектра 200 - 1100 нм, инфракрасный зонд (серия FIB - IR) покрывает диапазон 380 - 2500 нм. При согласовании необходимо избегать того, чтобы длина волны источника света выходила за пределы зонда, например, ультрафиолетовый источник света не может быть совместим с инфракрасным оптическим волокном, иначе это приведет к резкому затуханию сигнала из - за поглощения оптического волокна. Для специальных сцен, таких как флуоресцентное измерение, ультрафиолетовый зонд с диаметром сердечника 600 микрон может выполнять двойную функцию возбуждения и сенсорного зондирования, которая должна сочетаться с источником света, соответствующим длине волны возбуждения.
Тип источника света
Различия в характеристиках различных источников света требуют целевого согласования параметров зонда:
Лазерный диод (LD): обладает узкополосными, высокояркими, направленными характеристиками, подходит для высокоточных измерений. При согласовании следует выбрать зонд с меньшим диаметром сердечника (100 - 200 мкм), чтобы уменьшить диффузию пятна и повысить точность фокусировки. Эксперименты показали, что комбинация лазера и адаптивного зонда повышает точность измерений на 25%. Обратите внимание на управление мощностью лазера, чтобы избежать превышения порога выдержки зонда, можно регулировать интенсивность света с помощью регулируемого аттенюатора.
Светодиодный источник света: ширина спектра, высокая надежность, но слабая ориентация, подходит для широкого спектрального качественного анализа. Следует выбрать многожильный зонд с большим диаметром сердечника (400 - 600 мкм) (например, серия 7 сердечников), чтобы увеличить площадь освещенности, чтобы компенсировать недостаток ориентации. В то же время приоритет отдается антиультрафиолетовому или глубокому ультрафиолетовому зонду, адаптированному к широкополосному выходу светодиода.
Широкополосный источник света (галогенные лампы, ксеноновые лампы): обеспечивает непрерывный спектр, подходящий для неразрушающего обнаружения, спектральной визуализации и других сцен. Требуется сочетание широкополосных волоконно - оптических зондов, таких как серия XSR (185 - 1100 нм), чтобы обеспечить эффективную передачу всего спектра. Для измерений в ближней инфракрасной области спектра можно использовать 20 - ваттный широкополосный источник света ARCoptix в сочетании с зондом диффузного отражения для повышения отношения сигнала и шума с интегральным шаром.
Оптимизация ключевых параметров: диаметр сердечника, количество сердечников и конструкция оптического пути
диаметр сердечника зонда и количество сердечников должны быть скорректированы в соответствии с мощностью источника света и потребностями измерения: источник света низкой мощности должен сочетаться с зондом малого диаметра сердечника (100 - 200 мкм), чтобы избежать рассеивания энергии света; Высокомощный источник света может выбрать зонд с большим диаметром сердечника, чтобы предотвратить повреждение оптического волокна от перегрева. Многожильные зонды (например, 7 сердечников) более подходят для сценариев с высоким спросом на сигналы, чем 2 - жильные зонды, что повышает эффективность сбора отраженного света.
Конструкция оптического пути также влияет на эффект соответствия: необходимо оптимизировать угол падения источника света и размер пятна, чтобы обеспечить эффективную связь света в оптическое волокно; Используйте кронштейн для фиксации расстояния между зондом и образцом, чтобы обеспечить повторяемость измерений. Для активных волоконно - оптических кольцевых полостей и других прецизионных систем волоконно - оптическая решетка может быть настроена с помощью пьезоэлектрической керамики для достижения автоматического согласования длины волны источника света с зондом для повышения устойчивости к помехам окружающей среды.
Элементы калибровки и экологической адаптации
После согласования требуется двойная калибровка: калибровка стабильности интенсивности источника света с помощью спектрометра, калибровка реакции системы со стандартной отражающей пластиной, установление соответствия между отражательной способностью и измеренным значением. С точки зрения окружающей среды, высокотемпературные и вибрационные сценарии должны выбирать стабильную комбинацию источника света и зонда, например, инфракрасная кварцевая волоконно - оптическая устойчивость лучше, чем обычное оптическое волокно; Окружающая среда электромагнитных помех должна усиливать защиту оптического канала и уменьшать внешние помехи.