Đường trễ quang học: Chìa khóa cho phép đo theo thời gian thực

Đường trễ quang học: Chìa khóa cho phép đo theo thời gian thực
Để có được phương pháp chính xác nhằm tạo ra độ trễ đáng tin cậy trong bất kỳ thí nghiệm quang phổ phân giải theo thời gian hoặc thí nghiệm động nào, cần xem xét một số yếu tố.đường trễMức độ sai số phải được xem xét để giảm thiểu hoặc loại bỏ các lỗi liên quan đến mức độ tuyến tính. Trong bất kỳ thí nghiệm quang phổ và động lực học phân giải theo thời gian nào, một trong những thành phần quan trọng nhất là đường trễ quang học. Một đường trễ quang học điển hình bao gồm một gương phản xạ phía sau hoặc gương gấp trên một bàn dịch chuyển (Hình 1). Khi lựa chọn bàn dịch chuyển, cần xem xét một số thông số trên bàn và bộ điều khiển, vì chúng có thể ảnh hưởng đến việc phân tích và diễn giải dữ liệu. Các thông số điều khiển chuyển động chính ảnh hưởng đến các phép đo phân giải theo thời gian bao gồm độ trễ tổng cộng, chuyển động gia tăng tối thiểu (MIM), độ lặp lại, độ chính xác và sai số cơ học.

Thông số đầu tiên cần xem xét ở cấp độ tuyến tính là độ trễ tổng cộng (T) – thời gian cần thiết để ánh sáng truyền đến điểm phản xạ ngược.thiết bị quang họcvà tạo thành đường dẫn trở lại. Điều này liên quan trực tiếp đến phạm vi di chuyển (L) của bàn trượt tuyến tính: T = 2*L/c, trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Thông số quan trọng tiếp theo là độ phân giải trễ (Δτ), liên quan đến MIM của mức dịch chuyển và được tính bằng công thức Δτ = 2*MIM/c.
Điều quan trọng là phải phân biệt giữa MIM và độ phân giải của hệ thống chuyển động vì chúng đại diện cho hai khái niệm khác nhau. MIM đề cập đến chuyển động gia tăng nhỏ nhất mà thiết bị có thể truyền tải một cách nhất quán và đáng tin cậy, do đó nó thể hiện khả năng của hệ thống; mặt khác, độ phân giải (độ phân giải màn hình hoặc bộ mã hóa) là giá trị nhỏ nhất mà bộ điều khiển có thể hiển thị hoặc giá trị gia tăng nhỏ nhất của bộ mã hóa, đề cập đến đặc điểm thiết kế.
Một thông số khác của bàn trượt tuyến tính, cũng quan trọng không kém MIM, là khả năng lặp lại của bàn trượt, đề cập đến khả năng của hệ thống đạt đến vị trí được lệnh sau nhiều lần thử. Trong các phép đo theo thời gian thực điển hình, bàn trượt tuyến tính quét trong một khoảng cách nhất định (tương ứng với một độ trễ thời gian cụ thể) và ghi lại một số tín hiệu của mẫu mục tiêu theo hàm của độ trễ thời gian. Dựa trên cường độ tín hiệu của mẫu và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu dự kiến, giá trị trung bình của nhiều lần quét là một phương pháp thường được sử dụng trong các phép đo theo thời gian thực. Thông qua quy trình này, khả năng lặp lại cao của bàn trượt tuyến tính là rất quan trọng.