spettrometro hardware per il rilevamento del segnale ottico

Rilevamento del segnale otticospettrometro hardware
A spettrometroLo spettrometro è uno strumento ottico che separa la luce policromatica in uno spettro. Esistono molti tipi di spettrometri: oltre a quelli utilizzati nella banda della luce visibile, ci sono gli spettrometri a infrarossi e gli spettrometri ultravioletti. In base ai diversi elementi di dispersione, si possono distinguere spettrometri a prisma, a reticolo e a interferenza. In base al metodo di rilevamento, esistono spettroscopi per l'osservazione diretta a occhio nudo, spettroscopi per la registrazione con pellicole fotosensibili e spettrofotometri per il rilevamento di spettri con elementi fotoelettrici o termoelettrici. Il monocromatore è uno strumento spettroscopico che emette un'unica linea cromatografica attraverso una fenditura e viene spesso utilizzato in combinazione con altri strumenti analitici.
Uno spettrometro tipico è costituito da una piattaforma ottica e da un sistema di rilevamento. Comprende le seguenti parti principali:
1. Fessura di incidenza: il punto oggetto del sistema di imaging dello spettrometro formato sotto l'irradiazione della luce incidente.
2. Elemento di collimazione: la luce emessa dalla fenditura diventa luce parallela. L'elemento di collimazione può essere una lente indipendente, uno specchio o essere integrato direttamente su un elemento disperdente, come un reticolo concavo in uno spettrometro a reticolo concavo.
(3) Elemento di dispersione: solitamente si utilizza un reticolo, in modo che il segnale luminoso nello spazio, in base alla dispersione della lunghezza d'onda, venga suddiviso in più fasci.
4. Elemento di focalizzazione: focalizzare il fascio dispersivo in modo che formi una serie di immagini a fenditura incidenti sul piano focale, dove ogni punto immagine corrisponde a una specifica lunghezza d'onda.
5. Matrice di rivelatori: posizionata sul piano focale per misurare l'intensità luminosa di ciascun punto dell'immagine corrispondente alla lunghezza d'onda. La matrice di rivelatori può essere una matrice CCD o altri tipi di matrici di rivelatori di luce.
Gli spettrometri più comuni nei principali laboratori sono quelli a tomografia computerizzata (TC), e questa classe di spettrometri è anche detta monocromatori, che si dividono principalmente in due categorie:
1. Struttura TC a scansione fuori asse simmetrica: in questa struttura il percorso ottico interno è completamente simmetrico e la ruota della torre del reticolo ha un solo asse centrale. A causa della completa simmetria, si verifica una diffrazione secondaria, con conseguente luce diffusa particolarmente intensa, e poiché si tratta di una scansione fuori asse, la precisione risulterà ridotta.
2. Struttura TC a scansione assiale asimmetrica, ovvero il percorso ottico interno non è completamente simmetrico; la ruota della torre del reticolo ha due assi centrali, per garantire che la rotazione del reticolo venga scansionata lungo l'asse, inibendo efficacemente la luce diffusa e migliorando la precisione. La progettazione della struttura TC a scansione assiale asimmetrica si basa su tre punti chiave: ottimizzazione della qualità dell'immagine, eliminazione della luce diffratta secondaria e massimizzazione del flusso luminoso.
I suoi componenti principali sono: A. incidentefonte luminosaB. Fessura d'ingresso C. Specchio collimatore D. Reticolo E. Specchio di focalizzazione F. Fessura d'uscita G.fotorivelatore
Lo spettroscopio è uno strumento scientifico che scompone la luce complessa in linee spettrali, utilizzando prismi o reticoli di diffrazione, ecc., per misurare la luce riflessa dalla superficie di un oggetto. La luce solare, composta da sette colori, è visibile a occhio nudo, ma se lo spettroscopio scompone la luce solare in base alla lunghezza d'onda, la luce visibile rappresenta solo una piccola parte dello spettro, mentre il resto non è distinguibile a occhio nudo, come ad esempio infrarossi, microonde, ultravioletti, raggi X e così via. Attraverso l'acquisizione delle informazioni luminose da parte dello spettrometro, lo sviluppo di lastre fotografiche o la visualizzazione e l'analisi automatica computerizzata da parte di strumenti numerici, è possibile rilevare quali elementi sono contenuti in un oggetto. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nel rilevamento dell'inquinamento atmosferico, dell'inquinamento idrico, nell'igiene alimentare, nell'industria metallurgica e in altri settori.