Inženiertehniskie izaicinājumi zinātniskie instrumenti nozarē
Zinātniskie instrumenti ir vieni no visprasīgākajiem precīzijas optikas lietojumiem. Spektrometram jāatšķir spektrālās līnijas, kas atdalītas ar nanometra daļu. Konfokālajam mikroskopam jāatšķir subšūnu struktūras zem difrakcijas robežas. Interferometram jāmēra nobīdes, kas mazākas par gaismas viļņa garumu. Nevienu no šiem parametriem nevar sasniegt bez rūpīga optiskā projekta un daudzpakāpju kvalitātes analīzes.
OSLO ir rīks, pēc kura zinātnisko instrumentu projektētāji sniedzas jau vairāk nekā četras desmitgades. Aberāciju, MTF un PSF analīze, pielaides aprēķins un daudzkonfigurāciju sistēmu projektēšana — tostarp Kasegrēna teleskopi, echelle spektrogrāfi un fluorescences mikroskopi — ir šīs programmatūras ikdienas darbs.
TracePro, savukārt, apkalpo tās instrumenta daļas, kur svarīga ir gaismas plūsmas izplatīšanās — kolektorus, kondensatorus, apgaismojuma sistēmas un izklaidētās gaismas analizatorus kosmosa un analītiskajos instrumentos.
Kā mūsu programmatūra atbalsta projektēšanu?
| Produkts | Loma šajā jomā |
|---|---|
 | Spektrometri, mikroskopi, interferometri — aberāciju, MTF un PSF analīze, pielaides aprēķins |
 | Apgaismojuma sistēmas, izklaidētās gaismas analīze, kolektori un kondensatori, astrofizikas instrumenti |
 | Nanoskopijas simulācija — STED, TIRF, SNOM, super-izšķirtspējas mikroskopijas struktūras |
 | Difrakcijas režģi spektrometros un monohromatoros |
Pielietojuma piemērs: kompakts optiskās šķiedras spektrometrs izejvielu kvalitātes kontrolei
Projektēšanas pieņēmumi
Mērķis bija izstrādāt mazu, ar šķiedru barotu režģa spektrometru ātrai, nedestruktīvai pārtikas un farmaceitisko izejvielu kvalitātes kontrolei ražošanas apstākļos. Sistēmai bija jādarbojas diapazonā 450–850 nm un jāietilpst dažu centimetru lielā korpusā, lai to varētu integrēt mērīšanas līnijā.
Šķiedras savienojums un parauga modulis
Platjoslas avota gaisma tika nogādāta uz savienojuma bloku caur elastīgu šķiedru, un no parauga atstarotais starojums tika virzīts caur otro šķiedras segmentu uz analīzes sekciju. Šī arhitektūra ļāva fiziski atdalīt apgaismojuma moduli no detektora, vienkāršojot visa sensora mehānisko integrāciju.
Difrakcijas režģa izvēle
Simulācija tika izmantota, lai izvēlētos difrakcijas režģi ar rievas blīvumu, kas nodrošina atbilstošu kompromisu starp spektrālo izšķirtspēju un ierakstīto joslas platumu. Spektrometra iekšējā ģeometrija, tostarp krišanas leņķi uz režģa, tika optimizēta, lai minimizētu aberācijas, saglabājot kompaktu korpusu.
Spektra un fona trokšņa analīze
Nesecīgas staru izsekošanas simulācija atklāja nevēlamus atstarojumus korpusa iekšpusē, kas ieveda troksni ierakstītajā spektrā. Ekrānu un absorbējošo virsmu pievienošana iekšējām sienām samazināja izklaidēto gaismu un uzlaboja signāla-trokšņa attiecību analizētajā spektrālajā logā.
Pabeigts projekts
Pārbaudītais modelis ar apstiprinātu spektrālo izšķirtspēju un ierobežotu fona trokšņa līmeni tika nodots prototipa būvniecībai, samazinot dārgo fizisko iterāciju skaitu pirms sensora ražošanas sākuma.
Biežāk uzdotie jautājumi
Zinātniskie instrumenti
Vai TracePro ir piemērots spektrometru ar difrakcijas režģi projektēšanai?
Jā. Pateicoties nesecīgai staru izsekošanai, TracePro modelē pilnu spektrometra optisko ceļu, no platjoslas avota caur difrakcijas režģi līdz detektoram, tostarp vairākkārtējus atstarojumus, izkliedi un gaismas absorbciju korpusā.
Vai TracePro palīdz samazināt izklaidēto gaismu spektrometrā?
Jā. Izklaidētās gaismas analizators identificē nevēlamus atstarojumus un gaismas ceļus korpusa iekšpusē, un simulācija ļauj izvēlēties ekrānus, absorbējošos pārklājumus un ģeometriju, lai uzlabotu signāla-trokšņa attiecību. Tā ir viena no TracePro galvenajām lietojumprogrammām, kas izmantota, cita starpā, Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa izklaidētās gaismas analīzē.
Vai TracePro var apvienot ar OSLO spektrometra projektam?
Jā. OSLO projektē un optimizē attēlveidošanas optiku, minimizējot lēcu aberācijas, savukārt TracePro analizē visu sistēmu sistēmas līmenī: izplatīšanos, izkliedi un izklaidēto gaismu. Lambda Research veicina tieši šo lomu sadalījumu režģa spektrometriem un hiperspektrālajām sistēmām.
Vai Jums ir specifisks izaicinājums šajā jomā?
Mūsu inženieris atbildēs 1 darba dienas laikā un ieteiks rīkus un licencēšanas iespējas.
Sūtīt jautājumu inženierimMeklējat TracePro programmatūru?
Saņemiet 14-30 dienu izmēģinājuma versiju, lai izmēģinātu TracePro ar pilnu tehnisko atbalstu Jūsu pašreizējā projektā.
Saņemt TracePro izmēģinājuma versiju