Lasery a přístrojová technika

Použití dvojitých monochromátorů

Dvojité monochromátory patří kvůli svým přednostem mezi velmi často vyhledávané přístroje pro optickou spektroskopii.

Máte zájem o tuto aplikaci? Potřebujete radu?
Kontaktujte nás

V porovnání s jednoduchými monochromátory dokáží poskytnout větší disperzi a vykazují mnohem efektivnější potlačení parazitního rozptýleného světla (stray light rejection), což se u luminiscenčních spektrometrů projeví lepším poměrem signál/šum (citlivostí). Jako kritická se jeví především v případě vzorků, které vykazují nízký kvantový výtěžek nebo silně rozptylují.

Jednoduchý vs. dvojitý monochromátor

  FLS1000-S2S2 FLS1000-D2D2
Monochromátory jednoduchý excitační, jednoduchý emisní dvojitý excitační, dvojitý emisní
Potlačení nežádoucího rozptýleného světla 1:105 1:1010
Ohnisková vzdálenost

325 nm

2 x 325 nm
Citlivost (Ramanův signál vody) > 20000:1 > 30000:1
Počet emisních portů 2 3
Zapojení dvojitého monochromátoru pro účinnější potlačení nežádoucího rozptýleného světla

Potlačení parazitního signálu pomocí dvojitého monochromátoru

U monochromátorů se pod pojmem parazitní rozptýlené světlo (Stray light) rozumí nežádoucí signál, které prochází monochromátorem společně s požadovaným (nastaveným) spektrálním pásem. Mezi jeho hlavní zdroje patří:

  • Rozptyl a odraz světla na optických a mechanických prvcích uvnitř monochromátoru
  • Vyšší difrakční řády vytvořené difrakční mřížkou
  • Špatná konstrukce přístroje

Moderní monochromátory mají dnes již standardně zabudovaný automatický karusel s filtry pro odstranění vyšších difrakčních řádů. Rovněž používají kolimační a fokusační zrcátka a disperzní prvky s vysokou kvalitou a nízkou úrovní rozptylu. Kromě toho lze parazitní signál výrazně potlačit použitím dvojitého monochromátoru (první monochromátor vybere spektrální pás, který je ve druhém dodatečně "přečištěn").

Měření potlačení rozptýleného světla

Příklad měření úrovně nežádoucího rozptýleného světla v praxi

Pomocí PTFE destičky byla měřena úroveň parazitního rozptýleného světla u luminiscenčního spektrometru FLS980. Kvůli porovnání byl nejprve použit spektrometr v konfiguraci s jednoduchým excitačním a emisním monochromátorem, poté ho nahradil spektrometr s dvojitými monochromátory. PTFE nevykazuje fluorescenci a difuzně rozptyluje přes široký spektrální rozsah. Je proto téměř ideálním materiálem pro studium rozptylu.

Aditivní a subtraktivní uspořádání

Dvojité monochromátory mohou být navrženy tak, aby pracovaly v aditivním nebo subtraktivním uspořádání.

TCSP spektrometr LifeSpec II se subtraktivním dvojitým emisním monochromátorem zajišťujícím nulovou časovou disperziPři aditivní konfiguraci je spektrální pás vystupující z prvního monochromátoru opětovně vystaven spektrálnímu rozkladu uvnitř druhého monochromátoru. V tomto módu je chování přístroje analogické jednoduchému monochromátoru s dvojnásobnou ohniskovou délkou.

Pokud je monochromátor konstruován tak, aby pracoval v subtraktivním módu, je spektrální disperze na výstupu nulová. Toho je docíleno tak, že druhý monochromátor již dále nerozkládá spektrální pás, který je vydělen na prostřední štěrbině mezi oběma monochromátory. Vykazuje však disperzi v opačném směru, čímž dojde k vzájemné kompenzaci obou příspěvků. Výsledkem je pak spektrálně uniformní výstup. 

Typickým příkladem využití subtraktivních dvojitých monochromátorů je pikosekundová časově rozlišená spektroskopie. U běžných monochromátorů dochází k rozšíření procházejících pulzů kvůli reálným rozměrům difrakční mřížky. Paprsek na jedné straně difrakční mřížky bude absolvovat kratší dráhu než paprsek na opačné straně (tj. jedna strana optického svazku bude zpožděna vůči druhé). Při subtraktivním uspořádání působí druhý monochromátor jako kompenzátor, na jehož difrakční mřížce nastane inverzní proces. Dojde tak k eliminaci časového zpoždění a časové disperze.

Zdroj zprávy: TN5/2013/07, Edinburgh Instruments, Comparison of Stray Light Performance for FLS980 Spectrometers with either Single or Double Monochromatorshttps://www.edinst.com/wp-content/uploads/2015/09/TN5-Stray-Light-Double-Monos.pdf/

Produkty pro Použití dvojitých monochromátorů

FLS980 luminiscenční spektrometr

FLS980 luminiscenční spektrometr

Vysoce citlivý modulární fotoluminiscenční spektrometr

LifeSpec II lifetime spektrometr

LifeSpec II lifetime spektrometr

Spektrometr pro přesné měření doby života fluorescence

FLS1000 luminiscenční spektrometr

FLS1000 luminiscenční spektrometr

Kompletní luminiscenční laboratoř v rámci jednoho přístroje

Monochromátor MSH-300

Monochromátor MSH-300

Czerny-Turner monochromátor s ohniskovou vzdáleností 300 mm a variabilní šířkou štěrbiny

Monochromátor MSH-150

Monochromátor MSH-150

Czerny-Turner monochromátor s ohniskovou vzdáleností 150 mm a variabilní šířkou štěrbiny

Laditelné zdroje monochromatického světla

Laditelné zdroje monochromatického světla

Optimalizovaná sestava Xe lampy s monochromátorem

KONTAKTNÍ FORMULÁŘ

Informace o cookies na této stránce

Rádi bychom používali cookies. Umožní nám získat přehled o návštěvnosti webu, lépe cílit reklamu a vylepšovat naše služby.

Více informací

Nastavení cookies

Vaše soukromí je důležité. Používání souborů cookie si můžete vybrat, jak je popsáno níže. Vaše preference mohou být kdykoli změněny.