Каталог продукции
Спектрометры и спектрометрические системы
Источники излучения
Оптические зонды


Online-консультант:

 Skype: leonid.isaev





Определение оптического разрешения спектрометра

Степень монохроматичности излучения на выходе спектрометра определяется полушириной линии выходного спектра FWHM (Full Width Half Maximum) и зависит от плотности штрихов (мм-1) дифракционной решетки и диаметра входного оптического элемента (оптического волокна или щели). При выборе конфигурации спектрометра необходимо учитывать два обстоятельства:


1) Разрешение увеличивается при увеличении плотности штрихов дифракционной решетки за счет одновременного сужения рабочего спектрального диапазона и снижения интенсивности выходного сигнала; и


2) Разрешение увеличивается при уменьшении диаметра входного оптического элемента (входной щели или оптического волокна) за счет снижения интенсивности выходного сигнала.



Как определяется приблизительное оптическое разрешение спектрометра (FWHM) в нанометрах?


1. Определите спектральный диапазон дифракционной решетки. Эту информацию вы можете найти в разделах:



2. Разделите длину спектрального диапазона дифракционной решетки на количество активных элементов детектора. Полученное значение есть дисперсия.


Дисперсия (нм/пиксел) = Спектральный диапазон дифракционной решетки / Количество активных элементов детектора


Ниже приведена таблица, содержащая информацию о количестве активных элементов детектора для различных моделей спектрометров и платформ.


Модель спектрометра Количество активных элементов детектора
USB2000 2048
USB4000 3648
HR2000 2048
HR4000 3648
NIR256-2.1 256
NIR256-2.5 256
NIR512 512
QE65000 1044

3. Определите разрешающую способность элементов изображения (в пикселах)


В таблице, расположенной ниже, приведены значения разрешающей способности элементов изображения для различных размеров щели (или диаметра оптического волокна, если он является лимитирующим фактором). Входные апертурные щели имеют различную ширину и постоянную высоту (1000 мкм).


Модель спектрометра Щель 5 мкм Щель 10 мкм Щель 25 мкм Щель 50 мкм Щель 100 мкм Щель 200 мкм
USB2000 ~3.0 пиксела ~3.2 пиксела ~4.2 пиксела ~6.5 пиксела ~12.0 пиксела ~24.0 пиксела
USB4000 ~5.3 пиксела ~5.7 пиксела ~7.5 пиксела ~11.6 пиксела ~21.0 пиксела ~42.0 пиксела
HR2000 ~1.5 пиксела ~2.0 пиксела ~2.5 пиксела ~4.2 пиксела ~8.0 пиксела ~15.3 пиксела
HR4000 ~2.0 пиксела ~3.7 пиксела ~4.4 пиксела ~7.4 пиксела ~14.0 пиксела ~26.8 пиксела
NIR256 недоступно ~1.2 пиксела ~1.2 пиксела ~1.5 пиксела ~2.2 пиксела ~4.0 пиксела
NIR512 недоступно ~2.4 пиксела ~2.4 пиксела ~2.9 пиксела ~4.4 пиксела ~7.9 пиксела
QE65000 ~2.0 пиксела ~2.2 пиксела ~2.6 пиксела ~3.3 пиксела ~4.7 пиксела ~8.9 пиксела

4. Определите оптическое разрешение (в нм)


Дисперсия (определенная в пункте 2) x значение разрешающей способности элементов изображения (определенная в пункте 3)



Пример: Определим оптическое разрешение спектрометра USB4000 с дифракционной решеткой №3 и щелью 10 мкм.


650 нм (ширина спектрального диапазона дифракционной решетки №3) / 3648 (количество активных элементов детектора, установленного в USB4000) = 0.18 нм/пиксел x 5.6 пикселов = 1.0 нм (FWHM)


Примечание: Значение округлено до десятой части.