કીવર્ડ્સ: VPH સોલિડ-ફેઝ હોલોગ્રાફિક ગ્રેટિંગ, ટ્રાન્સમિટન્સ સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર, રિફ્લેક્ટન્સ સ્પેક્ટ્રોમીટર, સેઝર્ની-ટર્નર ઓપ્ટિકલ પાથ.
1.અવલોકન
ફાઈબર ઓપ્ટિક સ્પેક્ટ્રોમીટરને ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગના પ્રકાર અનુસાર પ્રતિબિંબ અને ટ્રાન્સમિશન તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.વિવર્તન ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી.તે એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક ફાઈબર ઓપ્ટિક સ્પેક્ટ્રોમીટર છે.જ્યારે પ્રકાશ આ જાળી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે પ્રકાશ વિવર્તન તરીકે ઓળખાતી ઘટના દ્વારા વિવિધ તરંગલંબાઇઓ દ્વારા નિર્ધારિત વિશિષ્ટ ખૂણાઓમાં વિખેરાઈ જાય છે.
ઉપર: ભેદભાવ પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રોમીટર (ડાબે) અને ટ્રાન્સમિટન્સ સ્પેક્ટ્રોમીટર (જમણે)
ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ્સને સામાન્ય રીતે બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્રતિબિંબ અને ટ્રાન્સમિશન ગ્રેટિંગ્સ.રિફ્લેક્શન ગ્રેટિંગ્સને પ્લેન રિફ્લેક્શન ગ્રેટિંગ્સ અને કોન્કેવ ગ્રેટિંગ્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જ્યારે ટ્રાન્સમિશન ગ્રેટિંગ્સને ગ્રુવ-ટાઈપ ટ્રાન્સમિશન ગ્રેટિંગ્સ અને વોલ્યુમ ફેઝ હોલોગ્રાફિક (VPH) ટ્રાન્સમિશન ગ્રેટિંગ્સમાં પેટાવિભાજિત કરી શકાય છે.આ લેખ મુખ્યત્વે પ્લેન બ્લેઝ ગ્રેટિંગ-ટાઈપ રિફ્લેક્ટન્સ સ્પેક્ટ્રોમીટર અને VPH ગ્રેટિંગ-ટાઈપ ટ્રાન્સમિટન્સ સ્પેક્ટ્રોમીટર રજૂ કરે છે.
ઉપર: રિફ્લેક્શન ગ્રેટિંગ (ડાબે) અને ટ્રાન્સમિશન ગ્રેટિંગ (જમણે).
મોટા ભાગના સ્પેક્ટ્રોમીટર હવે પ્રિઝમને બદલે ગ્રેટિંગ ડિસ્પર્ઝન કેમ પસંદ કરે છે?તે મુખ્યત્વે જાળીના વર્ણપટના સિદ્ધાંતો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.જાળી પર મિલીમીટર દીઠ રેખાઓની સંખ્યા (રેખાની ઘનતા, એકમ: રેખાઓ/એમએમ) જાળીની સ્પેક્ટ્રલ ક્ષમતાઓ નક્કી કરે છે.જાળીમાંથી પસાર થયા પછી વિવિધ તરંગલંબાઇના પ્રકાશના વધુ વિક્ષેપમાં પરિણમે છે, જે ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ રીઝોલ્યુશન તરફ દોરી જાય છે.સામાન્ય રીતે, ઉપલબ્ધ અને ગ્રેટિંગ ગ્રુવ ડેન્સિટીમાં 75, 150, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2400, 3600, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે, જે વિવિધ સ્પેક્ટ્રલ રેન્જ અને રિઝોલ્યુશનની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.જ્યારે, પ્રિઝમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી કાચની સામગ્રીના વિક્ષેપ દ્વારા મર્યાદિત છે, જ્યાં કાચની વિખેરાઈ મિલકત પ્રિઝમની સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક ક્ષમતા નક્કી કરે છે.કાચની સામગ્રીના વિખરાયેલા ગુણધર્મો મર્યાદિત હોવાથી, વિવિધ સ્પેક્ટ્રલ એપ્લિકેશન્સની જરૂરિયાતોને લવચીક રીતે પૂરી કરવી પડકારજનક છે.તેથી, તે વ્યાપારી લઘુચિત્ર ફાઇબર ઓપ્ટિક સ્પેક્ટ્રોમીટરમાં ભાગ્યે જ વપરાય છે.
કૅપ્શન: ઉપરોક્ત રેખાકૃતિમાં વિવિધ ગ્રેટિંગ ગ્રુવ ડેન્સિટીની સ્પેક્ટ્રલ અસરો.
આકૃતિ કાચ દ્વારા સફેદ પ્રકાશની વિક્ષેપ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી અને જાળી દ્વારા વિવર્તન સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી દર્શાવે છે.
ગ્રેટિંગ્સના વિકાસનો ઇતિહાસ, ક્લાસિક "યંગના ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગ" થી શરૂ થાય છે: 1801 માં, બ્રિટીશ ભૌતિકશાસ્ત્રી થોમસ યંગે ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની દખલગીરી શોધી કાઢી હતી.ડબલ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થતો મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ વૈકલ્પિક તેજસ્વી અને શ્યામ કિનારો દર્શાવે છે.ડબલ-સ્લિટ પ્રયોગે સૌપ્રથમ પ્રમાણિત કર્યું કે પ્રકાશ પાણીના તરંગો (પ્રકાશની તરંગ પ્રકૃતિ) જેવી જ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જેના કારણે ભૌતિકશાસ્ત્ર સમુદાયમાં ઉત્તેજના પેદા થાય છે.ત્યારબાદ, ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ બહુવિધ-સ્લિટ હસ્તક્ષેપ પ્રયોગો હાથ ધર્યા અને ગ્રેટિંગ્સ દ્વારા પ્રકાશના વિવર્તનની ઘટનાનું અવલોકન કર્યું.પાછળથી, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ફ્રેસ્નેલે જર્મન વૈજ્ઞાનિક હ્યુજેન્સ દ્વારા રજૂ કરાયેલી ગાણિતિક તકનીકોને સંયોજિત કરીને, આ પરિણામો પર ચિત્રકામ કરીને ગ્રાટિંગ વિવર્તનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો.
આકૃતિ યંગની ડાબી બાજુએ ડબલ-સ્લિટ હસ્તક્ષેપ દર્શાવે છે, વૈકલ્પિક તેજસ્વી અને શ્યામ કિનારો સાથે.મલ્ટી-સ્લિટ ડિફ્રેક્શન (જમણે), વિવિધ ઓર્ડર પર રંગીન બેન્ડનું વિતરણ.
2.પ્રતિબિંબીત સ્પેક્ટ્રોમીટર
પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રોમીટર સામાન્ય રીતે પ્લેન ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ અને અંતર્મુખ અરીસાઓથી બનેલા ઓપ્ટિકલ પાથનો ઉપયોગ કરે છે, જેને Czerny-Turner ઓપ્ટિકલ પાથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.તેમાં સામાન્ય રીતે સ્લિટ, પ્લેન બ્લેઝ ગ્રેટિંગ, બે અંતર્મુખ મિરર્સ અને ડિટેક્ટરનો સમાવેશ થાય છે.આ રૂપરેખાંકન ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન, ઓછી છૂટાછવાયા પ્રકાશ અને ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ થ્રુપુટ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.પ્રકાશ સિગ્નલ સાંકડી સ્લિટમાંથી પ્રવેશ્યા પછી, તે સૌપ્રથમ અંતર્મુખ પરાવર્તક દ્વારા સમાંતર બીમમાં સંકલિત થાય છે, જે પછી પ્લેનર ડિફ્રેક્ટિવ ગ્રેટિંગ પર પ્રહાર કરે છે જ્યાં ઘટક તરંગલંબાઇ અલગ ખૂણા પર વિચલિત થાય છે.અંતમાં, અંતર્મુખ પરાવર્તક વિવર્તિત પ્રકાશને ફોટોડિટેક્ટર પર કેન્દ્રિત કરે છે અને ફોટોોડિયોડ ચિપ પર વિવિધ સ્થાનો પર પિક્સેલ્સ દ્વારા વિવિધ તરંગલંબાઇના સંકેતો રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે, જે આખરે સ્પેક્ટ્રમ ઉત્પન્ન કરે છે.સામાન્ય રીતે, પ્રતિબિંબ સ્પેક્ટ્રોમીટરમાં આઉટપુટ સ્પેક્ટ્રાની ગુણવત્તા સુધારવા માટે કેટલાક બીજા-ક્રમના વિવર્તન-દમન ફિલ્ટર્સ અને કૉલમ લેન્સનો પણ સમાવેશ થાય છે.
આકૃતિ ક્રોસ-ટાઈપ સીટી ઓપ્ટિકલ પાથ ગ્રેટિંગ સ્પેક્ટ્રોમીટર બતાવે છે.
એ ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ કે ઝેર્ની અને ટર્નર આ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના શોધક નથી પરંતુ ઓપ્ટિક્સના ક્ષેત્રમાં તેમના ઉત્કૃષ્ટ યોગદાન માટે તેમને યાદ કરવામાં આવે છે - ઑસ્ટ્રિયન ખગોળશાસ્ત્રી એડલબર્ટ કેઝર્ની અને જર્મન વૈજ્ઞાનિક રુડોલ્ફ ડબલ્યુ. ટર્નર.
Czerny-Turner ઓપ્ટિકલ પાથને સામાન્ય રીતે બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: ક્રોસ્ડ અને અનફોલ્ડ (M-type).ક્રોસ કરેલ ઓપ્ટિકલ પાથ/M-પ્રકારનો ઓપ્ટિકલ પાથ વધુ કોમ્પેક્ટ છે.અહીં, પ્લેન ગ્રેટિંગની તુલનામાં બે અંતર્મુખ અરીસાઓનું ડાબે-જમણે સપ્રમાણ વિતરણ, અક્ષ-વિક્ષેપના પરસ્પર વળતરને દર્શાવે છે, પરિણામે ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ રીઝોલ્યુશન થાય છે.SpectraCheck® SR75C ફાઈબર ઓપ્ટિક સ્પેક્ટ્રોમીટર એમ-ટાઈપ ઓપ્ટિકલ પાથનો ઉપયોગ કરે છે, 180-340 nmની અલ્ટ્રાવાયોલેટ રેન્જમાં 0.15nm સુધીનું ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરે છે.
ઉપર: ક્રોસ-ટાઈપ ઓપ્ટિકલ પાથ/વિસ્તૃત-પ્રકાર (એમ-ટાઈપ) ઓપ્ટિકલ પાથ.
વધુમાં, ફ્લેટ બ્લેઝ ગ્રેટિંગ્સ સિવાય, એક અંતર્મુખ બ્લેઝ ગ્રેટિંગ પણ છે.અંતર્મુખ બ્લેઝ ગ્રેટિંગને અંતર્મુખ અરીસા અને જાળીના મિશ્રણ તરીકે સમજી શકાય છે.તેથી, અંતર્મુખ બ્લેઝ ગ્રેટિંગ સ્પેક્ટ્રોમીટરમાં માત્ર એક ચીરો, અંતર્મુખ બ્લેઝ ગ્રેટિંગ અને ડિટેક્ટરનો સમાવેશ થાય છે, જે ઉચ્ચ સ્થિરતામાં પરિણમે છે.જો કે, અંતર્મુખ બ્લેઝ ગ્રેટીંગ ઉપલબ્ધ વિકલ્પોને મર્યાદિત કરીને, ઘટના-વિવર્તિત પ્રકાશની દિશા અને અંતર બંને પર જરૂરિયાત નક્કી કરે છે.
ઉપર: અંતર્મુખ જાળી સ્પેક્ટ્રોમીટર.
પોસ્ટનો સમય: ડિસેમ્બર-26-2023