اسپکترومتر چیست؟

در کلی ترین مفهوم، اسپکترومتر به هر ابزاری گفته می شود که جهت اندازه گیری تغییرات یک مشخصه فیزیکی استفاده می شود و بر حسب آنالیز همین مشخصه های فیزیکی، انواع مختلفی از اسپکترومتر توسعه داده شده است (اسپکترومتر جرمی، اسکترومتر رامان، اسپکتروفتومتر، اشعه ایکس و ...)

عملکرد کلی یک دستگاه اسپکترومتر به این شکل است که یک مشخصه فیزیکی (مانند جرم، طول موج نوری و یا فرکانس های تشدید) را تفکیک کرده و آنالیز می کند.

رایج ترین نوع اسپکترومتر مورد استفاده برای تحقیقات، اسپکترومتر های نوری هستند و در این مقاله، به طور ویژه اجزای اسپکترومتر نوری توضیح داده شده است.

اسپکترومتر اپتیکی

یک دستگاه اسپکترومتر اپتیکی، ابزاری علمی است که برای اندازه گیری و آنالیز خواص نور استفاده می شود و وسیله ای بسیار ضروری در زمینه های مختلف مانند فیزیک، شیمی، نجوم و طیف سنجی است.

اصل اساسی یک دستگاه اسپکترومتر، تقسیم و تفکیک نور به طول موج های جزئی یا رنگ های تشکیل دهنده آن و سپس، ثبت و اندازه گیری شدت آنها است و این امکان را برای محققین فراهم می کند تا تعاملات بین نور و ماده را مورد بررسی قرار دهند و اطلاعات ارزشمندی در مورد ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی و رفتار مواد به دست آورند.

بنابراین، عملکرد و نوع کاربردی اسپکترومتر اپتیکی قویاً به نوع تشعشعات الکترومغناطیسی دریافتی بستگی دارد که بطور جامع، کل نواحی طول موجی را شامل می شود، اما معمولاً پرکاربرد ترین نواحی، فرابنفش، مرئی و مادون قرمز و بخشس پرتو ایکس (به طور مجزا) طیف را در بر می گیرد.

برای به دست آوردن حداکثر اطلاعات، نشر نور باید به عنوان تابعی از طول موج اندازه گیری شود و به صورت یک طیف در خروجی سیستم ارائه گردد.

اجزای اصلی یک دستگاه اسپکترومتر

شکاف ورودی

در طیف سنجی، شکاف یک دستگاه اسپکترومتر به دهانه یا روزنه باریکی اطلاق می شود که نور از طریق آن وارد دستگاه می شود و یک جزء ضروری است که میزان نور مجاز ورودی سیستم را کنترل می کند.

وظیفه اصلی شکاف، محدود کردن عرض پرتو نور پیش از برهمکنش با عنصر پراکننده (مانند توری پراش یا منشور) است، زیرا باریک کردن پرتو، به بهبود وضوح طیفی ابزار کمک می کند. بنابراین، انتخاب یک عرض شکاف مناسب برای دستیابی به تعادل مطلوب بین شدت سیگنال و وضوح طیفی بسیار مهم است.

انتخاب عرض شکاف به نیازهای خاص آزمایش یا اندازه گیری بستگی دارد و معمولاً با عواملی مانند ماهیت نور، محدوده طیفی مورد نظر، شدت منبع نور موجود و سطح جزئیات مورد نیاز آنالیز طیفی تعیین می شود.

در عمل، اسپکترومتر های مدرن امروزی، اغلب دارای شکاف های قابل تنظیمی هستند که این امکان را به کاربران می دهند تا میزان شدت سیگنال و وضوح را با توجه به نیازهای خاص خود بهینه کنند.

عنصر تفکیک کننده نور (فیلتر، منشور، توری پراش)

در اسپکترومتر های کم هزینه یا در شرایطی که انتخاب دقیق طول موج مهم نباشد، از فیلترهای نوری برای جداسازی منطقه طول موجی مورد نظر استفاده می شود، اما تقریباً در تمام دستگاه های اسپکترومتر مدرن، این عنصر پراکننده یک توری پراش است که در آن از تداخل سازنده و مخرب برای جداسازی طیف نور استفاده می شود.

هنگامی که نور از شکاف عبور می کند، تحت پراش قرار می گیرد و باعث پخش شدن و تفکیک طول موجی نور می شود و هرچه شکاف باریک تر باشد، میزان پراش بیشتر بوده و نور بیشتر تفکیک می شود.

آینه ها و عدسی های اپتیکی

در یک اسپکترومتر، آینه ها و عدسی های نوری نقش مهمی در جهت دادن و متمرکز کردن نور برای تجزیه و تحلیل ویژگی های تابش ورودی دارند.

به طور کلی، آرایش دقیق و ترکیب آینه ها و عدسی های به کار رفته در یک دستگاه اسپکترومتر به طراحی خاص و کاربرد آن بستگی دارد و معمولاً این عناصر برای کنترل مسیر نور با هم کار می کنند و امکان آنالیز دقیق طیفی را فراهم می کنند.

سیستم آشکارسازی

سیستم تشخیص و آشکارسازی یک اسپکترومتر، وظیفه اندازه گیری شدت نور در طول موج ها یا فرکانس های مختلف را بر عهده دارد و بسته به کاربرد خاص و ویژگی های عملکردی دستگاه، انواع مختلفی از سیستم های تشخیصی مورد استفاده قرار می گیرند.

سیستم آشکارسازی به کار رفته در یک اسپکترومتر اپتیکی، به عواملی مانند الزامات کاربردی، محدوده طیفی، حساسیت دستگاه، محدوده دینامیکی و ملاحظات هزینه بستگی دارد.

بسیار مهم است که هنگام خرید اسپکترومتر، سیستم آشکارسازی را انتخاب کنید که با معیارهای عملکردی طیف سنجی شما مطابقت داشته باشد و اندازه گیری های دقیق و قابل اعتمادی را برای هدف مورد نظر ارائه دهد.

خرید اسپکترومتر

پیش از خرید اسپکترومتر، چند فاکتور وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند:

هدف از خرید اسپکترومتر

مشخص کنید که چرا به یک دستگاه اسپکترومتر نیاز دارید و آیا از آن برای اهداف تحقیقاتی، صنعتی یا آموزشی استفاده می کنید؟ درک نیازهای خاص شما به شما کمک می کند تا نوع مناسبی را انتخاب کنید.

شناخت انواع اسپکترومتر

اسپکترومتر ها انواع مختلفی دارند و هر نوع کاربرد ها و قابلیت های متفاوتی دارد. بنابراین در هنگام خرید اسپکترومتر، موردی را انتخاب کنید که با کاربرد ویژه شما مطابقت داشته باشد.

میزان هزینه

بودجه خود را برای خرید اسپکترومتر در نظر بگیرید. اسپکترومتر ها بسته به پیچیدگی های طراحی و ویژگی های مورد نیاز شما می توانند قیمت های متفاوتی داشته باشند.

مشخصات مورد نیاز

به دنبال مشخصات مهمی مانند محدوده طول موج، رزولوشن، دقت، حساسیت و سرعت باشید، زیرا این مشخصات هستند که عملکرد و قابلیت های اسپکترومتر را تعیین می کنند.

تأمین کننده

در مورد برندها و تامین کنندگان معتبر تحقیق کنید و برای اطمینان از قابلیت اطمینان و پشتیبانی خدمات، نظرات را بخوانید، بازخورد مشتریان را بررسی کنید و گزینه های مختلف را مقایسه کنید.

نرم افزار

 بررسی کنید که آیا اسپکترومتر انتخابی با تجهیزات یا نرم افزار موجود شما سازگار است یا خیر و برخی از دستگاه های اسپکترومتر به نرم افزار خاصی برای انالیز و تفسیر داده ها نیاز دارند، بنابراین مطمئن شوید که نیازهای شما را برآورده می کند.

پشتیبانی و گارانتی

از اسناد، دفترچه راهنما و پشتیبانی فنی اسپکترومتر مورد نظر اطمینان حاصل کنید. علاوه بر این، دوره گارانتی و شرایط ارائه شده توسط سازنده یا تأمین کننده را بررسی کنید.

توسعه آینده

 نیازهای آینده خود را در نظر بگیرید و اگر پیش بینی می کنید آزمایش ها یا تحقیقات خود را گسترش خواهید داد، اسپکترومتر را انتخاب کنید که امکان ارتقاء یا سازگاری با لوازم جانبی اضافی را فراهم کند.

شرکت بلورآزما ( سنجش نور )، یکی از تولید کنندگان پیشرو در حوزه طیف سنجی و دستگاه های اسپکترومتر اپتیکی در ایران است. طراحی اسپکترومتر های BloorSpec محصول ایرانی شرکت بلورآزما به گونه ای است که بالاترین سطح عملکرد را در حوزه های کاربردی و صنعتی ارائه می دهد و قابل مقایسه با برندهای معتبر خارجی از جمله Ocean Optics و Avantes می باشد.

این دستگاه از شکاف های قابل تنظیمی در ابعاد مختلف استفاده می کند تا نور ورودی با دقت بالایی به آشکارساز برسد و بتوان قابلیت های دلخواهی را متناسب با نیاز کاربری خود بهینه کرد.

 بعلاوه، سیستم آشکارسازی این اسپکترومتر اپتیکی، از انواع آرایه های CCD است که دقت و سرعت اسکن بسیار بالایی دارند و از این رو، آنها را برای آنالیزهای در زمان واقعی بسیار مناسب می کند. CCDها از آرایه ای از پیکسل های نزدیک به هم تشکیل شده اند، جایی که هر پیکسل حاوی یک عنصر حساس به نور و یک منطقه ذخیره بار است.

اسپکترومتر BloorSpec، با نرم افزاری کاربر پسند و با کارایی بالا کنترل می شود که جهت استفاده در سیستم های دیگر قابل ارتقاء است و همچنین می تواند با طیف وسیعی از لوازم جانبی برای ارائه قابلیت های بیشتر مجهز شود و دقت آن را تا میزان بسیار بالایی می توان بالا برد (بسته به حساسیت حوزه مورد استفاده).

جهت دریافت مشاوره رایگان جهت انتخاب یک دستگاه اسپکترومتر متناسب با کاربری ویژه و یا خرید از این مجموعه، با کارشناسان ما تماس بگیرید.