Հիմնաբառեր՝ VPH պինդ ֆազ հոլոգրաֆիկ ցանց, թափանցելիության սպեկտրոֆոտոմետր, արտացոլման սպեկտրաչափ, Չեռնի-Տուրներ օպտիկական ուղի:
1. Ընդհանուր ակնարկ
Օպտիկամանրաթելային սպեկտրոմետրը կարող է դասակարգվել որպես արտացոլում և փոխանցում՝ ըստ դիֆրակցիոն ցանցի տեսակի:Դիֆրակցիոն ցանցը հիմնականում օպտիկական տարր է, որն իր մեջ պարունակում է մեծ թվով հավասարաչափ տարածված նախշեր կամ մակերեսի վրա կամ ներսից:Այն օպտիկամանրաթելային սպեկտրոմետրի կարևոր բաղադրիչ է:Երբ լույսը փոխազդում է այս վանդակաճաղերի հետ, ցրվում են տարբեր ալիքների երկարությամբ որոշված տարբեր անկյուններում՝ լույսի դիֆրակցիա կոչվող երևույթի միջոցով:
Վերևում՝ խտրականության անդրադարձման սպեկտրոմետր (ձախ) և հաղորդունակության սպեկտրոմետր (աջ)
Դիֆրակցիոն ցանցերը սովորաբար դասակարգվում են երկու տեսակի՝ արտացոլման և փոխանցման ցանցերի:Անդրադարձային ցանցերը կարող են հետագայում բաժանվել հարթ արտացոլման ցանցերի և գոգավոր ցանցերի, մինչդեռ փոխանցման ցանցերը կարող են բաժանվել ակոսային տիպի փոխանցման ցանցերի և ծավալային փուլային հոլոգրաֆիկ (VPH) փոխանցման ցանցերի:Այս հոդվածը հիմնականում ներկայացնում է հարթ վանդակաճաղի տիպի անդրադարձման սպեկտրոմետրը և VPH ցանցի տիպի փոխանցման սպեկտրոմետրը:
Վերևում՝ արտացոլման վանդակաճաղ (ձախ) և փոխանցման ցանց (աջ):
Ինչո՞ւ են սպեկտրոմետրների մեծ մասն այժմ ընտրում պրիզմայի փոխարեն ցանցային ցրումը:Այն հիմնականում որոշվում է ցանցի սպեկտրային սկզբունքներով:Վանդակաճաղի վրա մեկ միլիմետրի վրա գծերի քանակը (գծի խտությունը, միավորը՝ գծեր/մմ) որոշում է ցանցի սպեկտրալ հնարավորությունները:Վանդակաճաղի գծի ավելի բարձր խտությունը հանգեցնում է տարբեր ալիքի երկարությունների լույսի ավելի մեծ ցրմանը ցանցի միջով անցնելուց հետո, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր օպտիկական լուծաչափի:Ընդհանրապես, հասանելի և վանդակաճաղերի ակոսների խտությունները ներառում են 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600 և այլն, որոնք համապատասխանում են տարբեր սպեկտրային տիրույթների և լուծումների պահանջներին:Մինչդեռ պրիզմայի սպեկտրոսկոպիան սահմանափակվում է ապակե նյութերի ցրվածությամբ, որտեղ ապակու ցրման հատկությունը որոշում է պրիզմայի սպեկտրոսկոպիկ հնարավորությունը:Քանի որ ապակե նյութերի ցրման հատկությունները սահմանափակ են, դժվար է ճկուն կերպով բավարարել տարբեր սպեկտրային կիրառությունների պահանջները:Հետևաբար, այն հազվադեպ է օգտագործվում առևտրային մանրանկարչական օպտիկամանրաթելային սպեկտրոմետրերում:
Վերնագիր. Վերոհիշյալ գծապատկերում տարբեր վանդակաճաղերի ակոսների խտությունների սպեկտրային ազդեցությունները:
Նկարը ցույց է տալիս սպիտակ լույսի դիսպերսիոն սպեկտրոմետրիան ապակու միջով և դիֆրակցիոն սպեկտրոմետրիա ցանցի միջով:
Վանդակաճաղերի զարգացման պատմությունը սկսվում է դասական «Յանգի կրկնակի ճեղքվածքով փորձից». 1801 թվականին բրիտանացի ֆիզիկոս Թոմաս Յանգը հայտնաբերեց լույսի միջամտությունը՝ օգտագործելով կրկնակի ճեղքվածքով փորձ:Կրկնակի ճեղքերով անցնող մոնոխրոմատիկ լույսն ի հայտ էր գալիս փոփոխվող վառ և մուգ եզրեր:Կրկնակի ճեղքվածքով փորձը սկզբում հաստատեց, որ լույսը ցուցադրում է ջրային ալիքների նման հատկանիշներ (լույսի ալիքային բնույթ), ինչը սենսացիա է առաջացնում ֆիզիկայի հանրության մեջ:Այնուհետև, մի քանի ֆիզիկոսներ անցկացրին բազմաթիվ ճեղքերով միջամտության փորձեր և դիտարկեցին լույսի դիֆրակցիայի ֆենոմենը ցանցերի միջով:Ավելի ուշ, ֆրանսիացի ֆիզիկոս Ֆրենելը մշակեց ցանցի դիֆրակցիայի հիմնական տեսությունը՝ համակցելով գերմանացի գիտնական Հյուգենսի կողմից առաջադրված մաթեմատիկական տեխնիկան՝ հիմնվելով այդ արդյունքների վրա։
Նկարը ցույց է տալիս Յանգի կրկնակի ճեղքվածքը ձախ կողմում՝ փոփոխվող վառ և մուգ եզրերով:Բազմճեղային դիֆրակցիա (աջից), գունավոր շերտերի բաշխում տարբեր կարգերով։
2. Ռեֆլեկտիվ սպեկտրոմետր
Անդրադարձային սպեկտրոմետրերը սովորաբար օգտագործում են օպտիկական ուղի, որը կազմված է հարթ դիֆրակցիոն ցանցից և գոգավոր հայելիներից, որոնք կոչվում են Չեռնի-Տուրներ օպտիկական ուղի:Այն սովորաբար բաղկացած է ճեղքից, հարթ բոցավառ ցանցից, երկու գոգավոր հայելիներից և դետեկտորից:Այս կոնֆիգուրացիան բնութագրվում է բարձր լուծաչափով, ցածր շեղող լույսով և բարձր օպտիկական թողունակությամբ:Այն բանից հետո, երբ լուսային ազդանշանը ներթափանցում է նեղ ճեղքով, այն նախ համընկնում է զուգահեռ ճառագայթի մեջ գոգավոր ռեֆլեկտորով, որն այնուհետև հարվածում է հարթ դիֆրակցիոն ցանցին, որտեղ բաղադրիչ ալիքների երկարությունները ցրվում են հստակ անկյուններով:Վերջապես, գոգավոր ռեֆլեկտորը ցրված լույսը կենտրոնացնում է ֆոտոդետեկտորի վրա, և տարբեր ալիքի երկարության ազդանշանները գրանցվում են պիքսելներով ֆոտոդիոդի չիպի տարբեր դիրքերում՝ ի վերջո առաջացնելով սպեկտր:Սովորաբար արտացոլման սպեկտրոմետրը ներառում է նաև երկրորդ կարգի դիֆրակցիան ճնշող զտիչներ և սյունակային ոսպնյակներ՝ ելքային սպեկտրների որակը բարելավելու համար:
Նկարը ցույց է տալիս խաչաձև տիպի CT օպտիկական ուղիների ցանցի սպեկտրոմետր:
Հարկ է նշել, որ Չեռնին և Թերները այս օպտիկական համակարգի հայտնագործողները չեն, այլ հիշատակվում են օպտիկայի ոլորտում իրենց ակնառու ավանդի համար՝ ավստրիացի աստղագետ Ադալբերտ Չեռնին և գերմանացի գիտնական Ռուդոլֆ Վ. Թերները։
Czerny-Turner օպտիկական ուղին ընդհանուր առմամբ կարելի է դասակարգել երկու տեսակի՝ խաչաձև և բացված (M-տիպ):Խաչված օպտիկական ուղին/M-տիպի օպտիկական ուղին ավելի կոմպակտ է:Այստեղ երկու գոգավոր հայելիների ձախ-աջ սիմետրիկ բաշխումը հարթ ցանցի նկատմամբ ցույց է տալիս առանց առանցքից դուրս շեղումների փոխադարձ փոխհատուցում, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր օպտիկական լուծաչափի:SpectraCheck® SR75C օպտիկամանրաթելային սպեկտրոմետրը օգտագործում է M-տիպի օպտիկական ուղի և հասնում է բարձր օպտիկական լուծաչափի մինչև 0,15 նմ ուլտրամանուշակագույն 180-340 նմ միջակայքում:
Վերևում՝ խաչաձև տիպի օպտիկական ուղի/ընդլայնված տիպի (M-տիպ) օպտիկական ուղի:
Բացի այդ, բացի հարթ բլեժ վանդակաճաղերից, կա նաև գոգավոր բլեզի վանդակաճաղ:Գոգավոր բլեզի վանդակը կարելի է հասկանալ որպես գոգավոր հայելու և վանդակաճաղի համադրություն:Հետևաբար, գոգավոր բոցավանդակի սպեկտրոմետրը բաղկացած է միայն ճեղքից, գոգավոր բոցավանդակից և դետեկտորից, ինչը հանգեցնում է բարձր կայունության:Այնուամենայնիվ, գոգավոր բոցավառ ցանցը պահանջներ է դնում դիպված ցրված լույսի թե՛ ուղղության, թե՛ հեռավորության վրա՝ սահմանափակելով առկա տարբերակները:
Վերևում՝ գոգավոր վանդակաճաղերի սպեկտրոմետր:
Հրապարակման ժամանակը՝ Dec-26-2023