O espectrómetro de fibra óptica conduz o sinal óptico através da fibra óptica e é amplamente utilizado na pesquisa científica e na indústria. Espectrómetro de fibra óptica é um instrumento baseado no princípio de dispersão óptica que conduz sinais de luz através da fibra óptica para realizar análises rápidas e de alta precisão de comprimento de onda, intensidade e outros parâmetros da luz. Com suas vantagens de tamanho pequeno, velocidade de resposta rápida e alta flexibilidade (medição remota), ele tem sido amplamente utilizado em pesquisas científicas, indústrias, proteção ambiental, saúde e outras áreas, substituindo gradualmente alguns equipamentos de análise espectral de grande escala tradicionais.
O princípio de funcionamento do espectrómetro de fibra óptica é baseado na dispersão da luz e na conversão fotoelétrica. Seus processos principais são os seguintes:
Captura de sinal óptico: uma fonte de luz (como uma fonte de luz branca, laser ou LED) produz um sinal óptico para irradiar a amostra a ser testada. Após a amostra absorver, refletir ou transmitir um sinal de luz, a luz que carrega a informação da amostra entra na fibra óptica.
Transmissão de sinal óptico: a fibra óptica transmite o sinal óptico para dentro do espectrómetro, mantendo o sinal intacto e reduzindo a interferência óptica.
Disgregação do sinal de luz: o sinal de luz entra no objeto recto através de uma fenda de entrada e se transforma em luz quase paralela depois de ser irradiado na grade. O raster usa o princípio da difração para dispersar a luz de diferentes comprimentos de onda, formando um espectro.
Foco de sinal óptico: o espelho de imagem foca o espectro disperso na superfície de recepção de um detector de matriz, como o CCD, formando uma superfície espectral.
Transformação óptica e processamento de dados: o detector converte sinais ópticos em sinais elétricos e, após conversão analógica-digital (A/D) e amplificação, analisa e apresenta informações espectrais (como comprimentos de onda, distribuição de intensidade) pelo sistema de processamento de dados.
Precauções de uso
Fibra óptica e manutenção da sonda: a superfície da extremidade da fibra óptica é vulnerável à poeira e à poluição por óleo, o que levará à diminuição do sinal óptico, que precisa ser limpa regularmente com etanol sem água (com papel de lente especial para evitar arranhões); A sonda deve evitar colisões e altas temperaturas (especialmente a sonda de plástico, a temperatura alta a longo prazo envelhecerá).
Controle de interferência ambiental: durante a medição, é necessário evitar a luz direta intensa (como luz solar, iluminação intensa), especialmente a análise espectral visível, a luz externa pode afetar a precisão do sinal; Para medições de alta precisão, é necessário controlar a temperatura ambiente (flutuações de temperatura podem levar a mudanças no desempenho da rede e do detector, recomendado usar em um ambiente estável de 20-25 ℃).
Calibração e verificação: calibração regular com amostras padrão (por exemplo, lâmpada de mercúrio para calibração de comprimento de onda, lâmpada de deutério, quadro branco padrão para calibração de intensidade) para garantir a precisão dos dados de medição; Após uma longa ausência de uso, a primeira inicialização deve ser pré-aquecida por mais de 30 minutos, até que o instrumento esteja estável e a medição seja feita.
pré-tratamento da amostra: o tratamento da amostra de acordo com o tipo de medição (reflexão, transmissão, fluorescência), como a medição da transmissão deve garantir que a amostra seja uniforme, sem bolhas (líquido) ou sem arranhos (folha sólida); A medição de reflexos deve garantir que a superfície da amostra seja plana e evitar interferências de reflexos difusos.