{"id":69172,"date":"2022-02-21T13:04:30","date_gmt":"2022-02-21T05:04:30","guid":{"rendered":"https:\/\/qvarz.com\/nagy-pontossagu-kalibracios-modszer-spektrometerekhez\/"},"modified":"2022-02-21T13:05:53","modified_gmt":"2022-02-21T05:05:53","slug":"nagy-pontossagu-kalibracios-modszer-spektrometerekhez","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/nagy-pontossagu-kalibracios-modszer-spektrometerekhez\/","title":{"rendered":"Nagy pontoss\u00e1g\u00fa kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer spektrom\u00e9terekhez"},"content":{"rendered":"\n

A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1ga kritikus fontoss\u00e1g\u00fa sz\u00e1mos optikai jellemz\u00e9si technik\u00e1n\u00e1l, mint p\u00e9ld\u00e1ul a Raman-spektroszk\u00f3pia \u00e9s az interferometria. 1\u20133<\/sup> A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1s\u00e1hoz \u00e1ltal\u00e1ban kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1t haszn\u00e1lnak. A kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1k j\u00f3l meghat\u00e1rozott, j\u00f3l meghat\u00e1rozott vonalakat adnak ismert hull\u00e1mhosszon, \u00e9s ezek hozz\u00e1 vannak rendelve a detektor pixelindexeihez. Kis spektr\u00e1lis tartom\u00e1nyok eset\u00e9n azonban, ahol csak kev\u00e9s kalibr\u00e1ci\u00f3s vonal \u00e1ll rendelkez\u00e9sre, a kalibr\u00e1l\u00e1s pontatlann\u00e1 v\u00e1lik. Ez a cikk egy nagy pontoss\u00e1g\u00fa kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer alapelveit \u00edrja le, amely Fabry-Perot t\u00f6bbr\u00e9teg\u0171 szerkezetet haszn\u00e1l, \u00e9s t\u00f6bb \u00e9les kalibr\u00e1ci\u00f3s cs\u00facsot biztos\u00edt a teljes spektrom\u00e9ter tartom\u00e1nyban.<\/p>\n\n

Kalibr\u00e1l\u00e1si m\u00f3dszerek<\/h2>\n\n

A legt\u00f6bb esetben a spektrom\u00e9tereket hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1kkal kalibr\u00e1lj\u00e1k. B\u00e1r ez a m\u00f3dszer egyszer\u0171en haszn\u00e1lhat\u00f3, bizonyos korl\u00e1toz\u00e1sokkal rendelkezik; ezeket az al\u00e1bbiakban ismertetj\u00fck.<\/p>\n\n

Hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1k<\/h3>\n\n

Egy kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mpa megvil\u00e1g\u00edtja a spektrom\u00e9tert, \u00e9s megm\u00e9rik az ismert hull\u00e1mhossz\u00fas\u00e1g\u00fa (\u03bb) kalibr\u00e1ci\u00f3s vonalak poz\u00edci\u00f3it \u2013 azaz pixelindexeit ( p<\/em> ). Az adatokhoz val\u00f3 m\u00e1sodfok\u00fa vagy magasabb rend\u0171 polinomilleszt\u00e9s (hull\u00e1mhosszak [\u03bb] a [ p<\/em> ] poz\u00edci\u00f3kban) a keresett kalibr\u00e1ci\u00f3s f\u00fcggv\u00e9nyt eredm\u00e9nyezi \u2013 \u03bb( p<\/em> ). A kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1k (pl. Hg\/Ar l\u00e1mp\u00e1k) emisszi\u00f3s vonalakat biztos\u00edtanak egy adott hull\u00e1mhosszon. \u00c1ltal\u00e1nos szab\u00e1ly, hogy vannak sz\u00e9les hull\u00e1mhossz\u00fa tartom\u00e1nyok cs\u00facsok n\u00e9lk\u00fcl, ami korl\u00e1tozott kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got eredm\u00e9nyez. Tov\u00e1bb\u00e1 egy magasabb polinomi\u00e1lis fok\u00fa illeszked\u00e9s (N> 3) bizonyos sz\u00e1m\u00fa kalibr\u00e1ci\u00f3s vonalat ig\u00e9nyel, ami korl\u00e1tozott lehet pl. kis spektr\u00e1lis tartom\u00e1ny\u00fa spektrom\u00e9terekben. A hagyom\u00e1nyos m\u00f3dszer kev\u00e9sb\u00e9 megb\u00edzhat\u00f3, k\u00fcl\u00f6n\u00f6sen a miniat\u0171r spektrom\u00e9terekn\u00e9l, amelyek er\u0151sen nemline\u00e1ris f\u00e9nydiszperzi\u00f3t mutatnak. Az itt le\u00edrt kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer megoldja ezt a probl\u00e9m\u00e1t egy tov\u00e1bbi optikai elem haszn\u00e1lat\u00e1val, amely egyenletes eloszl\u00e1s\u00fa referenciavonalakat gener\u00e1l b\u00e1rmely adott tartom\u00e1nyhoz.<\/p>\n\n

Fabry-Perot referenciasz\u0171r\u0151<\/strong><\/p>\n\n

\n
\n
\n
\n
\"\"<\/a>
1. \u00e1bra \u2013 Az interferometri\u00e1s k\u00eds\u00e9rletek be\u00e1ll\u00edt\u00e1sa: 1) Durva kalibr\u00e1l\u00e1s higanyl\u00e1mp\u00e1val. 2) Kalibr\u00e1l\u00e1s FRF-vel. (Az \u00e1br\u00e1k a 4. hivatkoz\u00e1s enged\u00e9ly\u00e9vel reproduk\u00e1lva.)<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\n

A haszn\u00e1lt kulcselem egy Fabry-Perot referenciasz\u0171r\u0151 (FRF), amely jellemz\u0151en egy \u00e1tl\u00e1tsz\u00f3 t\u00e1vtart\u00f3 r\u00e9tegb\u0151l k\u00e9sz\u00fcl, amelyet k\u00e9t er\u0151sen visszaver\u0151 t\u00fck\u00f6r z\u00e1r le ( 1. \u00e1bra<\/em> ). A sz\u00e9less\u00e1v\u00fa megvil\u00e1g\u00edt\u00e1s feh\u00e9r f\u00e9nnyel t\u00f6bbsz\u00f6r\u00f6s, hasonl\u00f3 intenzit\u00e1s\u00fa \u00e9les \u00e1tviteli maximumot eredm\u00e9nyez a spektrom\u00e9ter teljes tartom\u00e1ny\u00e1ban. A szerz\u0151k k\u00eds\u00e9rleteiben haszn\u00e1lt FRF k\u00e9t, egym\u00e1ssal k\u00f6zvetlen\u00fcl \u00e9rintkez\u0151, h\u00e1tul ez\u00fcst\u00f6z\u00f6tt csill\u00e1mlapb\u00f3l \u00e1llt. A csill\u00e1mot, amely a t\u00e1vtart\u00f3 r\u00e9teg anyaga, kiv\u00e1l\u00f3 has\u00edt\u00e1si tulajdons\u00e1gai \u00e9s nagy, homog\u00e9n lapok k\u00e9sz\u00edt\u00e9s\u00e9re val\u00f3 k\u00e9pess\u00e9ge miatt alkalmazt\u00e1k. 4<\/sup><\/p>\n\n\n\n

Ha az FRF \u00f6sszes r\u00e9teg\u00e9nek vastags\u00e1ga \u00e9s t\u00f6r\u00e9smutat\u00f3ja pontosan ismert, akkor kisz\u00e1m\u00edthat\u00f3 az \u00e1tviteli spektrum, \u00e9s hull\u00e1mhosszak rendelhet\u0151k a pixelt\u00f6mb maxim\u00e1lis poz\u00edci\u00f3ihoz. A t\u00e1vtart\u00f3 r\u00e9teg pontos vastags\u00e1ga azonban eleve nem ismert, \u00e9s a kalibr\u00e1ci\u00f3s elj\u00e1r\u00e1s sor\u00e1n is v\u00e1ltozhat (pl. h\u0151t\u00e1gul\u00e1s miatt). Ez\u00e9rt elker\u00fclhetetlen a pontos t\u00e1vtart\u00f3 r\u00e9teg vastags\u00e1g\u00e1nak egyidej\u0171 meghat\u00e1roz\u00e1sa a kalibr\u00e1ci\u00f3s elj\u00e1r\u00e1s sor\u00e1n. Egy kifejlesztett iterat\u00edv algoritmus megoldja ezt a probl\u00e9m\u00e1t egy kalibr\u00e1ci\u00f3s l\u00e1mpa k\u00e9t kalibr\u00e1ci\u00f3s vonal\u00e1nak horgonyvonalk\u00e9nt t\u00f6rt\u00e9n\u0151 felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1val. 4<\/sup><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

K\u00eds\u00e9rleti pontoss\u00e1gi teszt<\/strong><\/p>\n\n

\n
\n
\"\"<\/a>
<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\n

A k\u00eds\u00e9rleti elrendez\u00e9st alkalmaz\u00f3 kalibr\u00e1ci\u00f3s algoritmus pontoss\u00e1g\u00e1t a 2. \u00e1bra<\/em> szeml\u00e9lteti. El\u0151sz\u00f6r egy CAL-2000 Hg\/Ar kalibr\u00e1ci\u00f3s l\u00e1mpa ( Ocean Optics<\/strong> , Dunedin, FL) k\u00e9t referenciavonal\u00e1t (RL3: 435 nm \u00e9s RL7: 697 nm) detekt\u00e1ltuk a kezdeti line\u00e1ris kalibr\u00e1l\u00e1shoz. Ezut\u00e1n egy halog\u00e9n l\u00e1mpa megvil\u00e1g\u00edtott egy 15,6 \u03bcm t\u00e1vtart\u00f3 r\u00e9tegvastags\u00e1g\u00fa FRF-et. Az \u00e1teresztett f\u00e9nyt \u00fcvegsz\u00e1llal gy\u0171jt\u00f6tt\u00fck \u00f6ssze, \u00e9s a spektrom\u00e9terhez vezett\u00fck a j\u00f3l meghat\u00e1rozott csatol\u00e1si felt\u00e9telek biztos\u00edt\u00e1sa \u00e9rdek\u00e9ben. Az Ocean Optics USB 2000+ miniat\u0171r spektrom\u00e9ter\u00e9t ( 1. t\u00e1bl\u00e1zat<\/em> ) haszn\u00e1ltuk a spektrumok kimutat\u00e1s\u00e1ra. V\u00e9g\u00fcl egy nyolcadfok\u00fa polinomot illesztett\u00fcnk az adatokra (hull\u00e1mhosszak [\u03bb] a [ p<\/em> ] poz\u00edci\u00f3kban). Az algoritmus teljes\u00edtm\u00e9ny\u00e9nek vizsg\u00e1lata \u00e9rdek\u00e9ben a kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer pontoss\u00e1g\u00e1t \u00f6sszehasonl\u00edtottuk egy hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1ci\u00f3 pontoss\u00e1g\u00e1val. Ehhez az \u00f6sszes \u00e9szlelt referencia<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n

\n
\n

vonalakat (RL1-8) haszn\u00e1ltuk, \u00e9s egy harmadfok\u00fa polinomot illesztett\u00fcnk az adatokra (hull\u00e1mhosszak [\u03bb] a [ p<\/em> ] poz\u00edci\u00f3kban). A megfelel\u0151 k\u00eds\u00e9rleti kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got a kalibr\u00e1ci\u00f3s g\u00f6rb\u00e9k \u00e9s a higany\/argon vonalak pontos ismert hull\u00e1mhosszai k\u00f6z\u00f6tti k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9gek kisz\u00e1m\u00edt\u00e1s\u00e1val hat\u00e1roztuk meg:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"\"<\/a>
1. t\u00e1bl\u00e1zat \u2013 A spektrom\u00e9ter specifik\u00e1ci\u00f3i<\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n<\/div>\n\n

A kalibr\u00e1ci\u00f3s g\u00f6rbe g\u00f6rb\u00fclet\u00e9t, \u03ba = \u03bb calib<\/sup> \u2013\u03bb lin<\/sup> , a hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1l\u00e1s \u00e9s a kezdeti line\u00e1ris kalibr\u00e1ci\u00f3 k\u00f6z\u00f6tti hull\u00e1mhossz-k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g kisz\u00e1m\u00edt\u00e1s\u00e1val hat\u00e1roztuk meg.<\/p>\n\n

Eredm\u00e9nyek<\/h2>\n\n

A pontoss\u00e1gi vizsg\u00e1lat eredm\u00e9nyeit a 2. \u00e1bra \u00e1br\u00e1zolja. A kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1g (fent) azt t\u00fckr\u00f6zi, hogy a kalibr\u00e1ci\u00f3s f\u00fcggv\u00e9ny milyen j\u00f3l reproduk\u00e1lja a m\u00e9rt referencia hull\u00e1mhosszokat. A hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer (h\u00e1romsz\u00f6gek) 0,4 \u00c5 kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got eredm\u00e9nyez, m\u00edg az \u00faj m\u00f3dszer 0,2 \u00c5-n\u00e9l (k\u00f6r\u00f6k) jobb pontoss\u00e1got eredm\u00e9nyez. A kalibr\u00e1ci\u00f3s g\u00f6rb\u00e9k \u03ba g\u00f6rb\u00fclete (2. \u00e1bra, k\u00f6z\u00e9ppont) a f\u00e9nysz\u00f3r\u00f3d\u00e1s nemlinearit\u00e1s\u00e1t t\u00fckr\u00f6zi a miniat\u0171r spektrom\u00e9terben. Az FRF \u00e9s a kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mpa spektruma a 2. \u00e1bra alj\u00e1n l\u00e1that\u00f3.<\/p>\n\n

Az \u00faj kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer jobb kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got eredm\u00e9nyez, mint a hagyom\u00e1nyos m\u00f3dszer. Ezen t\u00falmen\u0151en a t\u00e1vtart\u00f3 anyag\u00e1ban a r\u00e1cstorzul\u00e1sok vagy a t\u00f6r\u00e9smutat\u00f3 diszperzi\u00f3i miatti nemlinearit\u00e1sok is kimutathat\u00f3k. 5<\/sup><\/p>\n\n

K\u00f6vetkeztet\u00e9s<\/h2>\n\n

Az itt le\u00edrt kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer el\u0151nye, hogy k\u00e9pes er\u0151sen nemline\u00e1ris miniat\u0171r spektrom\u00e9tereket kalibr\u00e1lni olyan spektr\u00e1lis tartom\u00e1nyokhoz, amelyekben csak n\u00e9h\u00e1ny referenciavonal \u00e1ll rendelkez\u00e9sre. Az FRF tov\u00e1bbi kalibr\u00e1ci\u00f3s cs\u00facsai magasabb polinomrend\u0171 illeszt\u00e9seket tesznek lehet\u0151v\u00e9, amelyek nagyobb kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got eredm\u00e9nyeznek. Az \u00faj m\u00f3dszer 0,2 \u00c5 alatti kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1got mutatott ki, ami legal\u00e1bb k\u00e9tszer olyan pontos, mint a hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1l\u00e1s. Fontos megjegyezni, hogy ezt az eredm\u00e9nyt \u00fagy kaptuk meg, hogy jelent\u0151s mennyis\u00e9g\u0171 kalibr\u00e1ci\u00f3s vonalat haszn\u00e1ltak a hagyom\u00e1nyos kalibr\u00e1l\u00e1shoz. Azokban a tartom\u00e1nyokban, ahol kevesebb vonal \u00e1ll rendelkez\u00e9sre, a k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g m\u00e9lyebb\u00e9 v\u00e1lik, felfedi a kalibr\u00e1ci\u00f3s m\u00f3dszer erej\u00e9t.<\/p>\n\n

Hivatkoz\u00e1sok<\/h2>\n\n
  1. Dorrer, C. J. Opt. Soc. Am. B<\/em> 1999<\/strong> , 16<\/em> (7), 1160.<\/li>
  2. Fountain, AW; Vickers, TJ et al. Appl. Spectrosc<\/em>. 1998<\/strong> , 52<\/em> (3), 462.<\/li>
  3. Hamaguchi, HO Appl. Spectrosc. Fordulat<\/em>. 1988<\/strong> , 24<\/em> (1\u20132), 1378.<\/li>
  4. Perret, E.; Balmer, TD \u00e9s mtsai. Appl. Spectrosc<\/em>. 2010<\/strong> , 64<\/em> , 1139.<\/li>
  5. Israelachvili, JN; Adams, GE J. Chem. Soc. Messze. Trans. \u00e9n<\/em> 1978<\/strong> , 74<\/em> , 9758.<\/li><\/ol>\n

    Dr. Perret tud\u00f3s, Paul Scherrer Institut<\/strong> , 5232 Villigen, Sv\u00e1jc; tel.: +41 3401394; e-mail: edithfu@gmail.com. Dr. Balmer anyagm\u00e9rn\u00f6k, ETH Z\u00fcrich<\/strong> , Z\u00fcrich, Sv\u00e1jc. A szerz\u0151k k\u00f6sz\u00f6netet mondanak az Ocean Optics-<\/strong> nak (Dunedin, FL) a k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 spektrom\u00e9terek tesztel\u00e9s\u00e9ben ny\u00fajtott t\u00e1mogat\u00e1s\u00e1\u00e9rt. Ezt a munk\u00e1t a Swiss National Foundation (Bern, Sv\u00e1jc) finansz\u00edrozta.<\/em><\/p>\n\n

    Forr\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1ga kritikus fontoss\u00e1g\u00fa sz\u00e1mos optikai jellemz\u00e9si technik\u00e1n\u00e1l, mint p\u00e9ld\u00e1ul a Raman-spektroszk\u00f3pia \u00e9s az interferometria. 1\u20133 A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1s\u00e1hoz \u00e1ltal\u00e1ban kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1t haszn\u00e1lnak. A kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1k j\u00f3l meghat\u00e1rozott, j\u00f3l meghat\u00e1rozott vonalakat adnak ismert hull\u00e1mhosszon, \u00e9s ezek hozz\u00e1 vannak rendelve a detektor pixelindexeihez. Kis spektr\u00e1lis tartom\u00e1nyok eset\u00e9n azonban, ahol csak kev\u00e9s kalibr\u00e1ci\u00f3s vonal \u00e1ll<\/p>\n

    Read More<\/a><\/div>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","ub_ctt_via":"","footnotes":""},"categories":[813,832],"tags":[],"class_list":["post-69172","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-minden-bejegyzes","category-spektrofotometria-hu"],"featured_image_src":null,"author_info":{"display_name":"admin","author_link":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/author\/admin\/"},"uagb_featured_image_src":{"full":false,"thumbnail":false,"medium":false,"medium_large":false,"large":false,"1536x1536":false,"2048x2048":false,"bacola-woo-product":false,"woocommerce_thumbnail":false,"woocommerce_single":false,"woocommerce_gallery_thumbnail":false,"variation_swatches_image_size":false,"variation_swatches_tooltip_size":false,"dgwt-wcas-product-suggestion":false},"uagb_author_info":{"display_name":"admin","author_link":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/author\/admin\/"},"uagb_comment_info":1,"uagb_excerpt":"A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1si pontoss\u00e1ga kritikus fontoss\u00e1g\u00fa sz\u00e1mos optikai jellemz\u00e9si technik\u00e1n\u00e1l, mint p\u00e9ld\u00e1ul a Raman-spektroszk\u00f3pia \u00e9s az interferometria. 1\u20133 A spektrom\u00e9ter kalibr\u00e1l\u00e1s\u00e1hoz \u00e1ltal\u00e1ban kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1t haszn\u00e1lnak. A kalibr\u00e1l\u00f3 l\u00e1mp\u00e1k j\u00f3l meghat\u00e1rozott, j\u00f3l meghat\u00e1rozott vonalakat adnak ismert hull\u00e1mhosszon, \u00e9s ezek hozz\u00e1 vannak rendelve a detektor pixelindexeihez. Kis spektr\u00e1lis tartom\u00e1nyok eset\u00e9n azonban, ahol csak kev\u00e9s kalibr\u00e1ci\u00f3s vonal \u00e1llRead…","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/69172","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=69172"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/69172\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":69175,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/69172\/revisions\/69175"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=69172"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=69172"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/qvarz.com\/hu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=69172"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}