საკვანძო სიტყვები: VPH მყარი ფაზის ჰოლოგრაფიული ბადე, გამტარიანობის სპექტროფოტომეტრი, არეკვლის სპექტრომეტრი, ჩერნი-ტურნერის ოპტიკური ბილიკი.
1.მიმოხილვა
ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრი შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ასახვა და გადაცემა, დიფრაქციული ბადეების ტიპის მიხედვით.დიფრაქციული ბადე ძირითადად ოპტიკური ელემენტია, რომელიც შეიცავს დიდი რაოდენობით თანაბრად დაშორებულ ნიმუშებს ზედაპირზე ან შიგნით.ეს არის კრიტიკული კომპონენტი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრი.როდესაც სინათლე ურთიერთქმედებს ამ ბადეებთან, გაიფანტეთ სხვადასხვა ტალღის სიგრძით განსაზღვრულ კუთხეებში სინათლის დიფრაქციის სახელით ცნობილი ფენომენის მეშვეობით.
ზემოთ: დისკრიმინაციის არეკვლის სპექტრომეტრი (მარცხნივ) და გადაცემის სპექტრომეტრი (მარჯვნივ)
დიფრაქციული ბადეები ზოგადად იყოფა ორ ტიპად: ამრეკლი და გადამცემი ბადეები.ამრეკლი ბადეები შეიძლება დაიყოს სიბრტყის ამრეკლი ბადეებად და ჩაზნექილ ბადეებად, ხოლო გადამცემი ბადეები შეიძლება დაიყოს ღარული ტიპის გადამცემი ბადეებად და მოცულობითი ფაზის ჰოლოგრაფიული (VPH) გადამცემი ბადეებად.ეს სტატია ძირითადად წარმოგიდგენთ სიბრტყეზე ბლეიზის ტიპის არეკვლის სპექტრომეტრს და VPH ბადეების ტიპის გადაცემის სპექტრომეტრს.
ზემოთ: ამრეკლი ბადე (მარცხნივ) და გადაცემის ბადე (მარჯვნივ).
რატომ ირჩევს სპექტრომეტრების უმეტესობა ახლა პრიზმის ნაცვლად ბადეების დისპერსიას?ის, პირველ რიგში, განისაზღვრება ბადეების სპექტრული პრინციპებით.ბადეზე მილიმეტრზე ხაზების რაოდენობა (ხაზის სიმკვრივე, ერთეული: ხაზები/მმ) განსაზღვრავს ბადეების სპექტრულ შესაძლებლობებს.ღეროვანი ხაზის უფრო მაღალი სიმკვრივე იწვევს სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სინათლის უფრო დიდ დისპერსიას ბადეში გავლის შემდეგ, რაც იწვევს უფრო მაღალ ოპტიკურ გარჩევადობას.როგორც წესი, ხელმისაწვდომი და ღრმა ღარების სიმკვრივეები მოიცავს 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600 და ა.შ., რომლებიც აკმაყოფილებს სხვადასხვა სპექტრული დიაპაზონის და გარჩევადობის მოთხოვნებს.მიუხედავად იმისა, რომ პრიზმული სპექტროსკოპია შემოიფარგლება მინის მასალების დისპერსიით, სადაც შუშის დისპერსიული თვისება განსაზღვრავს პრიზმის სპექტროსკოპულ შესაძლებლობებს.ვინაიდან შუშის მასალების დისპერსიული თვისებები შეზღუდულია, რთულია მოქნილად დაკმაყოფილდეს სხვადასხვა სპექტრული აპლიკაციების მოთხოვნები.ამიტომ, იგი იშვიათად გამოიყენება კომერციულ მინიატურულ ბოჭკოვანი სპექტრომეტრებში.
წარწერა: ზემოაღნიშნულ დიაგრამაში სხვადასხვა ღარის სიმკვრივის სპექტრული ეფექტები.
ნახატზე ნაჩვენებია თეთრი სინათლის დისპერსიული სპექტრომეტრია მინის გავლით და დიფრაქციული სპექტრომეტრია ბადეში.
ბადეების განვითარების ისტორია იწყება კლასიკური "იანგის ორმაგი ჭრილის ექსპერიმენტით": 1801 წელს ბრიტანელმა ფიზიკოსმა თომას იანგმა აღმოაჩინა სინათლის ჩარევა ორმაგი ჭრილის ექსპერიმენტის გამოყენებით.ორმაგი ჭრილებში გამავალი მონოქრომატული შუქი ავლენდა მონაცვლეობით ნათელ და მუქ ზღურბლებს.ორმაგი ჭრილის ექსპერიმენტმა პირველად დაადასტურა, რომ სინათლე ავლენს წყლის ტალღების მსგავს მახასიათებლებს (სინათლის ტალღური ბუნება), რაც იწვევს ფიზიკურ საზოგადოებაში სენსაციას.მოგვიანებით, რამდენიმე ფიზიკოსმა ჩაატარა ექსპერიმენტები მრავალ ჭრილში ჩარევით და დააკვირდა სინათლის დიფრაქციის ფენომენს ბადეებში.მოგვიანებით, ფრანგმა ფიზიკოსმა ფრენელმა შეიმუშავა ბადეში დიფრაქციის ძირითადი თეორია გერმანელი მეცნიერის ჰიუგენსის მიერ წარმოდგენილ მათემატიკური ტექნიკის შერწყმით, ამ შედეგებზე დაყრდნობით.
ნახატზე ნაჩვენებია იანგის ორმაგი ჭრილის ჩარევა მარცხნივ, მონაცვლეობით ნათელი და მუქი ზოლებით.მრავალნაპრალი დიფრაქცია (მარჯვნივ), ფერადი ზოლების განაწილება სხვადასხვა თანმიმდევრობით.
2.რეფლექტორული სპექტრომეტრი
არეკვლის სპექტრომეტრები, როგორც წესი, იყენებენ ოპტიკურ გზას, რომელიც შედგება სიბრტყის დიფრაქციული ბადეებისა და ჩაზნექილი სარკეებისგან, რომელსაც უწოდებენ ჩერნი-ტერნერის ოპტიკურ გზას.იგი ძირითადად შედგება ჭრილისგან, თვითმფრინავის აალებული ბადე, ორი ჩაზნექილი სარკე და დეტექტორი.ეს კონფიგურაცია ხასიათდება მაღალი გარჩევადობით, დაბალი მაწანწალა შუქით და მაღალი ოპტიკური გამტარუნარიანობით.მას შემდეგ, რაც სინათლის სიგნალი შემოდის ვიწრო ჭრილში, ის ჯერ კოლიმირებულია პარალელურ სხივში ჩაზნექილი რეფლექტორის მიერ, რომელიც შემდეგ ურტყამს პლანეურ დიფრაქციულ ღეროს, სადაც შემადგენელი ტალღის სიგრძეები იფანტება განსხვავებული კუთხით.დაბოლოს, ჩაზნექილი რეფლექტორი ფოკუსირებს დიფრაქციულ შუქს ფოტოდეტექტორზე და სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სიგნალები ჩაიწერება პიქსელებით ფოტოდიოდის ჩიპზე სხვადასხვა პოზიციებზე, რაც საბოლოოდ წარმოქმნის სპექტრს.როგორც წესი, არეკვლის სპექტრომეტრი ასევე მოიცავს მეორე რიგის დიფრაქციის ჩახშობის ფილტრებს და სვეტის ლინზებს გამომავალი სპექტრების ხარისხის გასაუმჯობესებლად.
ნახატზე ნაჩვენებია ჯვარედინი ტიპის CT ოპტიკური ბილიკის ბადეების სპექტრომეტრი.
უნდა აღინიშნოს, რომ ჩერნი და ტერნერი არ არიან ამ ოპტიკური სისტემის გამომგონებლები, მაგრამ ხსოვნას იხსენებენ ოპტიკის სფეროში შეტანილი განსაკუთრებული წვლილისთვის - ავსტრიელი ასტრონომი ადალბერტ ჩერნი და გერმანელი მეცნიერი რუდოლფ ვ. ტერნერი.
Czerny-Turner ოპტიკური გზა ზოგადად შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: გადაკვეთილი და გაშლილი (M-ტიპი).გადაკვეთილი ოპტიკური ბილიკი/M-ტიპის ოპტიკური ბილიკი უფრო კომპაქტურია.აქ, ორი ჩაზნექილი სარკის სიმეტრიული განაწილება მარცხნივ-მარჯვნივ სიმეტრიულ განაწილებას სიბრტყის ღერძთან მიმართებაში, ავლენს ღერძულ აბერაციების ორმხრივ კომპენსაციას, რაც იწვევს უფრო მაღალ ოპტიკურ გარჩევადობას.SpectraCheck® SR75C ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სპექტრომეტრი იყენებს M- ტიპის ოპტიკურ გზას, აღწევს მაღალ ოპტიკურ გარჩევადობას 0,15 ნმ-მდე ულტრაიისფერი დიაპაზონში 180-340 ნმ.
ზემოთ: ჯვარედინი ტიპის ოპტიკური ბილიკი/გაფართოებული ტიპის (M-ტიპის) ოპტიკური ბილიკი.
გარდა ამისა, ბრტყელი ბლეიზის ბადეების გარდა, ასევე არის ჩაზნექილი ბლეიზის ბადე.ჩაზნექილი ბლეზური ბადე შეიძლება გავიგოთ, როგორც ჩაზნექილი სარკისა და ბადეების კომბინაცია.მაშასადამე, ჩაზნექილი ცეცხლოვანი ბადეების სპექტრომეტრი შედგება მხოლოდ ჭრილისგან, ჩაზნექილი აალებული ბადეებისგან და დეტექტორისაგან, რაც იწვევს მაღალ სტაბილურობას.თუმცა, ჩაზნექილი აალებადი ბადე აყენებს მოთხოვნებს ინციდენტის დიფრაქციული შუქის მიმართულებისა და მანძილის შესახებ, რაც ზღუდავს არსებულ ვარიანტებს.
ზემოთ: ჩაზნექილი ბადეების სპექტრომეტრი.
გამოქვეყნების დრო: დეკ-26-2023