Em áreas como espectrometria e detecção de materiais, a qualidade da correspondência entre a sonda de fibra óptica refletida e a fonte de luz determina diretamente a precisão da medição e a estabilidade do sinal. Eficiência de transmissão de energia óptica combinada de alta qualidade, reduzindo a interferência de ruído, e combinação inadequada pode levar a problemas de atenuação do sinal, distorção espectral e outros. Compartilhe dicas práticas para combinar as características da sonda com o tipo de fonte de luz.
Premissa básica: adaptação precisa da faixa de comprimentos de onda
A correspondência de comprimento de onda é fundamental para garantir que o comprimento de onda emitido pela fonte de luz caia dentro do intervalo de transmissão eficaz da sonda. De acordo com as especificações do produto wyoptics, a sonda de fibra óptica refletida por comprimento de onda pode ser dividida em ultravioleta / visível (185 ~ 1100nm), visível / infravermelho próximo (380 ~ 2500nm) e outros tipos, como a sonda ultravioleta profunda (série FIB-UV) é adequada para o espectro de 200 ~ 1100nm, a sonda infravermelha (série FIB-IR) cobre a faixa de 380 ~ 2500nm. A combinação é necessária para evitar que o comprimento de onda da fonte de luz exceda o alcance da sonda, por exemplo, a fonte de luz ultravioleta não pode ser combinada com a fibra óptica infravermelha, caso contrário, o sinal será fortemente diminuído devido à absorção da fibra óptica. Para cenários especiais como medição de fluorescência, uma sonda anti-ultravioleta com diâmetro de núcleo de 600 micrômetros pode realizar a dupla função de excitação e sensor, com uma fonte de luz correspondente ao comprimento de onda de excitação.
Estratégia de correspondência direcionada ao tipo de fonte de luz
Diferenças nas características de diferentes fontes de luz exigem parâmetros de sonda de correspondência específicos:
Diódodo laser (LD): com banda estreita, alto brilho e forte orientação para medições de alta precisão. A combinação deve escolher uma sonda com diâmetro menor (100 a 200 μm) para reduzir a difusão da mancha óptica e melhorar a precisão do foco. Experimentos mostraram que a combinação de laser e sonda adaptativa melhora a precisão da medição em 25%. Deve prestar atenção ao controle de potência do laser para evitar exceder o limiar de suporte da sonda, e a intensidade da luz pode ser ajustada através de um atenuador ajustável.
Fonte de luz LED: espectro amplo, alta confiabilidade, mas orientação fraca, adequado para análise qualitativa de amplo espectro. A sonda multinúcleo com maior diâmetro de núcleo (400 ~ 600 μm) (como a série de 7 núcleos) deve ser escolhida para aumentar a área de recepção de luz e compensar os defeitos de direção insuficiente. Ao mesmo tempo, escolha a sonda anti-ultravioleta ou ultravioleta profundo para adaptar a saída de comprimento de onda amplo do LED.
Fontes de luz de banda larga (lâmpadas de halogênio, lâmpadas de xenão): oferece espectro contínuo para cenários de detecção sem danos, imagens espectrais, etc. Sondas de fibra óptica de banda larga, como a série XSR (185-1100nm), são necessárias para garantir a transmissão eficaz de todo o espectro. Para medições de infravermelho próximo, a fonte de luz de banda larga de 20W da ARCoptix é opcionalmente combinada com uma sonda de reflexão difusa para aumentar a relação sinal-ruído com bolas integrais.
Otimização de parâmetros-chave: diâmetro de núcleo, número de núcleos e design de circuito óptico
O diâmetro do núcleo da sonda e o número de núcleos devem ser ajustados de acordo com a potência da fonte de luz e as necessidades de medição: a fonte de luz de baixa potência deve ser equipada com uma sonda de diâmetro pequeno (100 ~ 200 μm) para evitar a dispersão da energia da luz; A fonte de luz de alta potência pode escolher uma sonda de grande diâmetro para evitar danos ao sobreaquecimento da fibra óptica. As sondas multinúcleo (como 7 núcleos) são mais adequadas para cenários de forte demanda de sinal do que as sondas de dois núcleos, aumentando a eficiência da coleta de luz refletida.
O design do circuito óptico também afeta o efeito de correspondência: é necessário otimizar o ângulo de entrada da fonte de luz e o tamanho da mancha para garantir o acoplamento eficiente da luz na fibra óptica; O suporte fixa a distância entre a sonda e a amostra para garantir a repetibilidade da medição. Para sistemas de precisão como a cavidade circular de fibra óptica ativa, a rede de fibra óptica pode ser ajustada por meio da cerâmica piezoelétrica para alcançar a correspondência automática do comprimento de onda da fonte de luz com a sonda e melhorar a capacidade de resistência à interferência ambiental.
Calibração e adaptação ambiental
A dupla calibração é necessária após a correspondência: a estabilidade da intensidade da fonte de luz é calibrada com um espectrómetro, a resposta do sistema é calibrada com um painel reflexivo padrão e a correspondência entre a refletidão e os valores medidos é estabelecida. Em termos ambientais, cenas de alta temperatura e vibração devem escolher uma combinação de fonte de luz e sonda de alta estabilidade, como a resistência à temperatura da fibra óptica de quartzo infravermelha é melhor do que a fibra óptica comum; O ambiente de interferência eletromagnética precisa reforçar a proteção óptica e reduzir a interferência externa.