光谱仪介绍：光纤束

对于许多光谱应用来说，合适的样品需要的不仅仅是一根光纤贴片线。在需要同时测量各种样品或需要提高信噪比(如微弱信号)的情况下，需要光纤束。本文讨论了几种常用的光纤束结构的优缺点。

光纤束

任何由单个电缆中的多个光纤组成的光纤组件都定义为a光纤束。分叉的纤维组件是光纤束的最常见的例子。分叉的光纤组件用于组合信号或分割信号。典型的分叉光纤组件的示例如图1所示。

图1。分叉光纤组件的例子

在一些最常见的分岔光纤组件的应用中，光从一个样品定向到两个不同的光谱仪。通常，这样做是为了扩展测量的光谱覆盖范围，要么覆盖一个扩展的范围，要么保持更高的分辨率。

例如，如果需要进行350到1700nm的宽带测量，则必须使用Si和IngaAs检测器阵列。可以使用具有一个NIR纤维的分叉纤维组件和一种UV光纤来制造同时测量，以将光线引入每个光谱仪。这种测量的示例频谱如图2所示。

图2。钨卤灯光谱从350 - 1700纳米

来自多个样本的信号也可以使用分叉的纤维耦合到相同的光谱仪中。在以这种方式使用分叉的光纤时，只有一个样品可以发光，或者必须采取额外的小心以确保信号没有频谱重叠。

也可以缩放相同的基本应用和校长到径流和Quadfurcated纤维组件。图3示出了沟道的纤维组件的示例。

图3。三叉的纤维组装

“圆到狭缝”的结构是另一种常见的捆扎光纤组件。在这种结构中有多个小芯纤维(通常为100µm)，它们被放入一个纤维组件中，一端的纤维相互线性堆叠在一起，另一端则以圆形的方式紧紧捆绑在一起。

如图4所示，纤维在彼此的顶部线性堆叠的末端形成图案以匹配光谱仪的入口狭缝。

图4。“圆形狭缝”光纤捆绑

与简单地使用更大的核心光纤不同，这种配置使得进入光谱仪的吞吐量大大提高。如图5所示，当将大芯光纤置于光谱仪的进口狭缝前时，大部分光线被晕光，无法进入光谱仪。

相反，当沿入口狭缝堆叠较小的纤维时，更多的光进入光谱仪。随着狭缝可以保持相对较窄，这使得能够噪声和灵敏度的更高的信号，同时也保持分辨率。

图5。堆叠纤维与单个大芯纤维的比较

在使用带狭缝结构的光纤组件时，记住两个重要的细节是很重要的。首先，为了从光纤堆叠中获得任何好处，必须使用圆柱形透镜来防止大部分光线在探测器的上方和下方成像。

其次，必须将光纤堆叠适当地对准光谱仪的入口狭缝。这可以通过将光线闪烁到组件的圆端中来完成，并且在SMA905连接端口中旋转光纤时观察信号。纤维可以拧紧以锁定峰值信号时锁定位置。

这种类型的光纤组件用于近红外传输光谱，其中光子非常少，光子能量非常低。图6显示了一个透过率设置的例子。

图6。利用“圆形到狭缝”光纤束的示例透射率设置

结论

有无数的选择，以适应任何应用，通过结合各种组合的圆形，单一，堆叠配置与规则，分叉，三分叉，四分叉的纤维组件。“光谱仪简介:光纤探头”描述了如何将光纤束与其他各种光学机械组件结合，以创建更具体的应用。

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