Trong đo phổ, phát hiện vật liệu và các lĩnh vực khác, chất lượng phù hợp của đầu dò sợi phản xạ và nguồn sáng trực tiếp xác định độ chính xác đo lường và ổn định tín hiệu. Hiệu suất truyền ánh sáng phù hợp chất lượng cao, giảm nhiễu tiếng ồn, trong khi kết hợp không đúng cách có thể dẫn đến suy giảm tín hiệu, biến dạng quang phổ và các vấn đề khác. Sau đây kết hợp các thuộc tính thăm dò và loại đèn, chia sẻ các kỹ thuật kết hợp thực tế.
Tiền đề cốt lõi: Phạm vi bước sóng phù hợp chính xác
Khớp bước sóng là cơ sở, cần đảm bảo bước sóng phát ra của nguồn sáng rơi vào trong phạm vi truyền hiệu quả của đầu dò. Theo thông số kỹ thuật sản phẩm của wyoptics, đầu dò sợi phản xạ có thể được chia thành các loại tia cực tím/có thể nhìn thấy (185~1100nm), có thể nhìn thấy/gần hồng ngoại (380~2500nm) theo bước sóng, chẳng hạn như đầu dò tia cực tím sâu (dòng FIB-UV) phù hợp với phổ 200~1100nm, đầu dò hồng ngoại (dòng FIB-IR) bao gồm phạm vi 380~2500nm. Khi kết hợp cần tránh bước sóng nguồn sáng vượt quá phạm vi thăm dò, ví dụ như nguồn sáng cực tím không thể kết hợp với sợi hồng ngoại, nếu không tín hiệu sẽ suy giảm mạnh do hấp thụ sợi quang. Đối với các cảnh đặc biệt như đo huỳnh quang, đầu dò tia cực tím có đường kính lõi 600 micron có thể thực hiện chức năng kép kích thích và cảm biến, cần kết hợp với nguồn sáng tương ứng với bước sóng kích thích.
Loại nguồn sáng Chính sách đối chiếu mục tiêu
Sự khác biệt đặc trưng của các nguồn sáng khác nhau đòi hỏi các thông số đầu dò phù hợp với mục tiêu:
Diode laser (LD): Với các đặc tính của dải hẹp, độ sáng cao, hướng mạnh, thích hợp cho các phép đo chính xác cao. Nên chọn đầu dò có đường kính lõi nhỏ hơn (100~200 μm) khi kết hợp, giảm khuếch tán điểm và tăng độ chính xác lấy nét. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng sự kết hợp của laser với đầu dò thích hợp có thể làm tăng độ chính xác của phép đo lên 25%. Cần chú ý đến điều khiển công suất laser để tránh vượt quá ngưỡng chịu đựng của đầu dò, cường độ ánh sáng có thể được điều chỉnh bằng bộ suy giảm có thể điều chỉnh.
Nguồn sáng LED: Phổ rộng, độ tin cậy cao nhưng định hướng yếu, phù hợp với phân tích định tính phổ rộng. Đầu dò đa lõi (chẳng hạn như loạt 7 lõi) với đường kính lõi lớn (400~600 μm) nên được chọn để tăng diện tích ánh sáng và bù đắp cho sự thiếu hụt định hướng. Đồng thời, ưu tiên cho đầu dò UV hoặc UV sâu, phù hợp với đầu ra bước sóng rộng của đèn LED.
Nguồn sáng băng thông rộng (đèn halogen, đèn xenon): cung cấp phổ liên tục, thích hợp cho các tình huống như kiểm tra không phá hủy, hình ảnh quang phổ, v.v. Cần kết hợp với đầu dò sợi băng rộng, chẳng hạn như dòng XSR (185~1100nm), để đảm bảo truyền hiệu quả toàn phổ. Đối với phép đo hồng ngoại gần, nguồn sáng băng rộng 20W của ARCoptix kết hợp với đầu dò khuếch tán có thể được lựa chọn, phối hợp với bóng tích hợp để nâng tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn.
Tối ưu hóa các thông số chính: đường kính lõi, số lõi và thiết kế đường dẫn quang
Đường kính lõi thăm dò và số lõi cần được điều chỉnh theo công suất nguồn sáng và nhu cầu đo lường: nguồn sáng công suất thấp nên được kết hợp với đầu dò đường kính lõi nhỏ (100~200 μm), tránh phân tán năng lượng ánh sáng; Nguồn sáng công suất cao có thể chọn đầu dò đường kính lõi lớn để ngăn ngừa hư hỏng quá nóng của sợi. Đầu dò đa lõi (chẳng hạn như 7 lõi) phù hợp hơn với tình huống yêu cầu tín hiệu mạnh hơn so với đầu dò 2 lõi, có thể tăng cường hiệu quả thu thập ánh sáng phản xạ.
Thiết kế đường ảnh hưởng tương tự đến hiệu ứng kết hợp: cần tối ưu hóa góc và kích thước của nguồn ánh sáng, đảm bảo ánh sáng kết hợp hiệu quả vào sợi quang; Sử dụng khung để cố định khoảng cách giữa đầu dò và mẫu để đảm bảo độ lặp lại của phép đo. Đối với các hệ thống chính xác như khoang vòng sợi quang hoạt động, lưới sợi quang có thể được điều chỉnh bằng gốm áp điện để đạt được sự kết hợp tự động giữa bước sóng nguồn sáng và đầu dò, nâng cao khả năng chống nhiễu môi trường.
Hiệu chuẩn và phù hợp với môi trường
Hiệu chuẩn kép là cần thiết sau khi kết hợp: ổn định cường độ nguồn sáng được hiệu chỉnh bằng máy quang phổ, phản ứng với hệ thống hiệu chuẩn bảng phản xạ tiêu chuẩn, thiết lập sự tương ứng giữa độ phản xạ và giá trị đo lường. Về mặt môi trường, nhiệt độ cao, cảnh rung nên chọn nguồn sáng ổn định mạnh và kết hợp đầu dò, chẳng hạn như khả năng chống nhiệt độ của sợi thạch anh hồng ngoại tốt hơn sợi thông thường; Môi trường quấy nhiễu điện từ cần tăng cường che chắn đường quang, giảm bớt quấy nhiễu bên ngoài.