कीवर्डहरू: VPH ठोस-चरण होलोग्राफिक ग्रेटिंग, ट्रान्समिटेन्स स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, रिफ्लेक्टन्स स्पेक्ट्रोमिटर, Czerny-टर्नर अप्टिकल पथ।
1. सिंहावलोकन
फाइबर अप्टिक स्पेक्ट्रोमिटरलाई प्रतिबिम्ब र प्रसारणको रूपमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ, विवर्तन ग्रेटिंग टाइप अनुसार।एक विवर्तन ग्रेटिंग मूलतया एक अप्टिकल तत्व हो, सतहमा वा आन्तरिक रूपमा समान रूपमा दूरीको ढाँचाहरूको ठूलो संख्याको विशेषता।यो एक महत्वपूर्ण घटक फाइबर ओप्टिक स्पेक्ट्रोमिटर हो।जब प्रकाशले यी ग्रेटिंगसँग अन्तर्क्रिया गर्छ, प्रकाश विवर्तन भनिने घटना मार्फत विभिन्न तरंग दैर्ध्यहरूद्वारा निर्धारण गरिएका भिन्न कोणहरूमा फैलिन्छ।
माथि: भेदभाव प्रतिबिम्ब स्पेक्ट्रोमीटर (बायाँ) र ट्रान्समिटेन्स स्पेक्ट्रोमिटर (दायाँ)
विवर्तन ग्रेटिङ्लाई सामान्यतया दुई प्रकारमा वर्गीकृत गरिन्छ: प्रतिबिम्ब र ट्रान्समिशन ग्रेटिङ्हरू।रिफ्लेक्शन ग्रेटिङ्हरूलाई थप प्लेन रिफ्लेक्शन ग्रेटिंग्स र कन्कभ ग्रेटिङ्हरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ, जबकि ट्रान्समिशन ग्रेटिङ्हरूलाई ग्रूभ-टाइप ट्रान्समिशन ग्रेटिङ्हरू र भोल्युम फेज होलोग्राफिक (VPH) ट्रान्समिशन ग्रेटिङ्हरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ।यो लेखले मुख्यतया प्लेन ब्लेज ग्रेटिङ्-प्रकार रिफ्लेकन्स स्पेक्ट्रोमिटर र VPH ग्रेटिङ्-प्रकार ट्रान्समिटेन्स स्पेक्ट्रोमिटरको परिचय दिन्छ।
माथि: प्रतिबिम्ब ग्रेटिंग (बायाँ) र प्रसारण ग्रेटिंग (दायाँ)।
किन प्रायजसो स्पेक्ट्रोमिटरहरूले प्रिज्मको सट्टा ग्रेटिंग डिस्पर्सन रोज्छन्?यो मुख्यतया grating को वर्णक्रमीय सिद्धान्तहरु द्वारा निर्धारण गरिन्छ।ग्रेटिङ्मा प्रति मिलिमिटर लाइनहरूको संख्या (रेखा घनत्व, एकाइ: रेखा/मिमी) ग्रेटिंगको वर्णक्रमीय क्षमताहरू निर्धारण गर्दछ।उच्च ग्रेटिंग रेखा घनत्वले ग्रेटिंग पार गरेपछि विभिन्न तरंग लम्बाइको प्रकाशको अधिक फैलावटमा परिणाम दिन्छ, जसले उच्च अप्टिकल रिजोल्युसनमा नेतृत्व गर्दछ।सामान्यतया, उपलब्ध र ग्रेटिंग ग्रूभ घनत्वहरूमा 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600, आदि समावेश छन्, विभिन्न वर्णक्रम दायरा र रिजोल्युसनहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ।जबकि, प्रिज्म स्पेक्ट्रोस्कोपी गिलास सामग्रीको फैलावट द्वारा सीमित छ, जहाँ गिलासको फैलावट गुणले प्रिज्मको स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षमता निर्धारण गर्दछ।गिलास सामग्रीको फैलावट गुणहरू सीमित भएकाले, लचिलो रूपमा विभिन्न वर्णक्रमीय अनुप्रयोगहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न चुनौतीपूर्ण छ।तसर्थ, यो व्यावसायिक लघु फाइबर अप्टिक स्पेक्ट्रोमिटरहरूमा कम प्रयोग गरिन्छ।
क्याप्शन: माथिको रेखाचित्रमा विभिन्न ग्रेटिंग ग्रूभ घनत्वहरूको स्पेक्ट्रल प्रभावहरू।
चित्रले गिलास मार्फत सेतो प्रकाशको फैलावट स्पेक्ट्रोमेट्री र ग्रेटिंग मार्फत विवर्तन स्पेक्ट्रोमेट्री देखाउँदछ।
ग्रेटिंग्सको विकास इतिहास, क्लासिक "यंगको डबल-स्लिट प्रयोग" बाट सुरु हुन्छ: 1801 मा, ब्रिटिश भौतिकशास्त्री थोमस यंगले डबल-स्लिट प्रयोग प्रयोग गरेर प्रकाशको हस्तक्षेप पत्ता लगाए।दोहोरो स्लिट्सबाट गुजर्ने मोनोक्रोमेटिक प्रकाशले वैकल्पिक उज्यालो र गाढा किनारहरू प्रदर्शन गर्यो।डबल-स्लिट प्रयोगले पहिलो पटक प्रमाणित गर्यो कि प्रकाशले पानीको लहरहरू (प्रकाशको लहर प्रकृति) जस्तै विशेषताहरू प्रदर्शन गर्दछ, जसले भौतिकी समुदायमा सनसनी पैदा गर्छ।पछि, धेरै भौतिकशास्त्रीहरूले बहु-स्लिट हस्तक्षेप प्रयोगहरू सञ्चालन गरे र ग्रेटिंग्स मार्फत प्रकाशको विवर्तन घटनालाई अवलोकन गरे।पछि, फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री फ्रेस्नेलले यी नतिजाहरूलाई चित्रण गर्दै जर्मन वैज्ञानिक ह्युजेन्सले प्रस्तुत गरेका गणितीय प्रविधिहरू संयोजन गरेर ग्रेटिंग विवर्तनको आधारभूत सिद्धान्त विकास गरे।
आकृतिले बायाँमा यंगको डबल-स्लिट हस्तक्षेप देखाउँछ, वैकल्पिक उज्यालो र गाढा किनाराहरूको साथ।बहु-स्लिट विवर्तन (दायाँ), विभिन्न अर्डरहरूमा रंगीन ब्यान्डहरूको वितरण।
2. रिफ्लेक्टिव स्पेक्ट्रोमिटर
प्रतिबिम्ब स्पेक्ट्रोमिटरहरूले सामान्यतया प्लेन डिफ्रेक्शन ग्रेटिङ् र कन्कभ मिररहरू मिलेर बनेको अप्टिकल पथ प्रयोग गर्दछ, जसलाई Czerny-Turner अप्टिकल पथ भनिन्छ।यो सामान्यतया एक स्लिट, एक प्लेन ब्लेज ग्रेटिंग, दुई अवतल मिरर, र एक डिटेक्टर समावेश गर्दछ।यो कन्फिगरेसन उच्च रिजोलुसन, कम आवारा प्रकाश, र उच्च अप्टिकल थ्रुपुट द्वारा विशेषता हो।प्रकाश संकेत एक साँघुरो स्लिट मार्फत प्रवेश गरेपछि, यो पहिले एक समानान्तर बीम मा एक अवतल प्रतिक्षेपक द्वारा संकलित हुन्छ, जसले त्यसपछि एक प्लानर डिफ्रेक्टिभ ग्रेटिङ्लाई प्रहार गर्दछ जहाँ घटक तरंगदैर्ध्यहरू फरक कोणहरूमा विचलित हुन्छन्।अन्तमा, एक अवतल परावर्तकले फोटोडिटेक्टरमा विचलित प्रकाशलाई केन्द्रित गर्दछ र फोटोडियोड चिपमा विभिन्न स्थानहरूमा पिक्सेलद्वारा विभिन्न तरंग लम्बाइका संकेतहरू रेकर्ड गरिन्छ, अन्ततः स्पेक्ट्रम उत्पन्न हुन्छ।सामान्यतया, प्रतिबिम्ब स्पेक्ट्रोमिटरले आउटपुट स्पेक्ट्राको गुणस्तर सुधार गर्न केही दोस्रो-क्रम विवर्तन-दमन फिल्टरहरू र स्तम्भ लेन्सहरू पनि समावेश गर्दछ।
चित्रले क्रस-प्रकार CT अप्टिकल पथ ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोमिटर देखाउँछ।
यो उल्लेख गर्नुपर्छ कि Czerny र Turner यस अप्टिकल प्रणालीका आविष्कारकहरू होइनन् तर अष्ट्रियाको खगोलविद् एडल्बर्ट Czerny र जर्मन वैज्ञानिक रुडोल्फ डब्लु टर्नरको अप्टिक्सको क्षेत्रमा उनीहरूको उत्कृष्ट योगदानको लागि सम्झना गरिन्छ।
Czerny-Turner अप्टिकल मार्ग सामान्यतया दुई प्रकारमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: क्रस र अनफोल्ड (M-प्रकार)।क्रस गरिएको अप्टिकल पथ/M-प्रकारको अप्टिकल मार्ग थप कम्प्याक्ट हो।यहाँ, प्लेन ग्रेटिङ्को सापेक्ष दुई अवतल दर्पणहरूको बाँया-दायाँ सममित वितरणले अफ-अक्ष विकृतिहरूको पारस्परिक क्षतिपूर्ति प्रदर्शन गर्दछ, उच्च अप्टिकल रिजोल्युसनको परिणामस्वरूप।SpectraCheck® SR75C फाइबर अप्टिक स्पेक्ट्रोमिटरले M-प्रकारको अप्टिकल पथ प्रयोग गर्दछ, 180-340 nm को पराबैंगनी दायरामा 0.15nm सम्म उच्च अप्टिकल रिजोल्युसन प्राप्त गर्दछ।
माथि: क्रस-प्रकार अप्टिकल पथ/विस्तारित-प्रकार (M-प्रकार) अप्टिकल मार्ग।
थप रूपमा, फ्ल्याट ब्लेज ग्रेटिंग बाहेक, त्यहाँ एक अवतल ब्लेज ग्रेटिंग पनि छ।अवतल ब्लेज ग्रेटिंगलाई अवतल ऐना र ग्रेटिंगको संयोजनको रूपमा बुझ्न सकिन्छ।त्यसकारण, एक अवतल ब्लेज ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोमिटरमा केवल एक स्लिट, एक अवतल ब्लेज ग्रेटिंग, र एक डिटेक्टर हुन्छ, जसले उच्च स्थिरताको परिणाम दिन्छ।यद्यपि, अवतल ब्लेज ग्रेटिङ्ले उपलब्ध विकल्पहरूलाई सीमित गर्दै घटना-विपरित प्रकाशको दिशा र दूरी दुवैमा आवश्यकता सेट गर्यो।
माथि: अवतल ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोमीटर।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-26-2023