FTIR Rocket – FTIR-spectrometer

De FTIR Rocket is verkrijgbaar in meerdere uitvoeringen om verschillende spectrale bereiken in het middengolf-infrarood te dekken. Standaardmodellen omvatten een 2–6 µm-versie, een 1,5–8,5 µm-versie en een 2–12 µm-versie – elk opgebouwd met een specifieke beamsplitter en een thermo-elektrisch gekoelde MCT-detector die voor dat bereik is geoptimaliseerd. Daarnaast zijn er modellen met een uitgebreid bereik tot 2–16 µm: één gebruikt een met vloeibare stikstof (LN₂) gekoelde MCT-detector voor maximale gevoeligheid bij lange golflengten, en een ander gebruikt een pyro-elektrische DLATGS-detector om het volledige bereik zonder koeling te dekken. Dankzij deze keuze aan bereiken kunt u het model selecteren dat het beste past bij de golflengten die in uw toepassing van belang zijn.

Er zijn drie detectorconfiguraties beschikbaar. De thermo-elektrisch (Peltier-)gekoelde MCT-detectoren (in de 2–6 µm-, 1,5–8,5 µm- en 2–12 µm-modellen) bieden een uitstekende gevoeligheid in hun respectieve bereiken, zonder dat cryogenica nodig zijn. De LN₂-gekoelde MCT-detector (in het 2–16 µm-model) biedt een nog hogere gevoeligheid voor zeer zwakke signalen of een uitgebreide mid-IR-dekking, maar vereist tijdens bedrijf bijvullen met vloeibare stikstof. Tot slot dekt de pyro-elektrische DLATGS-detector (in een alternatief 2–16 µm-model) het brede bereik zonder koeling; deze is doorgaans minder gevoelig dan de MCT-detectoren, maar kan nuttig zijn voor het meten van bronnen met hoge intensiteit of wanneer de voorkeur uitgaat naar een cryogeenvrije, onderhoudsarme opstelling. De keuze hangt af van uw gevoeligheidseisen en praktische overwegingen: voor de hoogste signaal-ruisverhouding in het verre IR is de LN₂-MCT ideaal, terwijl voor routinemetingen in het kerngebied van mid-IR de TE-gekoelde MCT-modellen doorgaans volstaan en eenvoudiger te hanteren zijn.

Ja. De FTIR Rocket is zeer compact (ongeveer zo groot als een kleine schoenendoos) en weegt slechts circa 1,8 kg, waardoor hij geschikt is voor gebruik buiten het lab of voor integratie in draagbare systemen. Hij werkt op een 12 V DC-voeding en wordt via USB aangesloten op een laptop, waardoor gebruik in het veld mogelijk is (bijvoorbeeld met een batterijpack of mobiele opstelling). Het solid-state ontwerp van het instrument – zonder bewegende onderdelen die uitlijning vereisen – en de robuuste Interferometer maken het bestand tegen transport en lichte trillingen. Voor echt afgelegen of velddeployments kiezen gebruikers doorgaans voor de thermoelectrisch gekoelde uitvoeringen (om geen vloeibare stikstof nodig te hebben). Met geschikte behuizingen of adequate omgevingsbescherming kan de FTIR Rocket worden ingezet voor metingen op locatie, zoals remote sensing van gassen of procesbewaking in een installatie.

De FTIR Rocket wordt bediend via een USB-verbinding met een Windows-pc. Hij wordt geleverd met software met een grafische gebruikersinterface (GUI) waarmee u meetinstellingen (zoals scanmiddeling, detectorgain, enz.) kunt configureren en de spectra in realtime kunt bekijken. De software ondersteunt het maken van referentie- (achtergrond-)scans en u kunt schakelen tussen het bekijken van ruwe interferogrammen, single-beam spectra of transmissie-/absorptiespectra. Basisfuncties zoals het opslaan van gegevens, inzoomen op spectra en het toepassen van apodisatie zijn allemaal aanwezig. Daarnaast wordt voor ontwikkelaars een gratis API/bibliotheek (DLL) meegeleverd, met voorbeelden in C++, C#, LabVIEW en MATLAB. Dit betekent dat u de spectrometer eenvoudig kunt integreren in uw eigen software of geautomatiseerde systemen, waardoor aangepaste gegevensverwerking of instrumentbesturing op afstand mogelijk is wanneer dat nodig is.

Er is geen routinematige optische uitlijning nodig. De Interferometer in de FTIR Rocket is permanent uitgelijnd: de twee retroreflectorspiegels zijn bevestigd op een gezamenlijke zwenkarm, waardoor het padverschil wordt gecreëerd zonder dat een spiegel ooit uit lijn raakt. Dit zorgt ervoor dat het instrument in de loop der tijd gekalibreerd en stabiel blijft; je hoeft de spiegelposities niet bij te stellen en het systeem niet opnieuw uit te lijnen, zelfs niet als het wordt verplaatst of aan lichte trillingen wordt blootgesteld. De golflengteschaal wordt automatisch en continu gekalibreerd door de ingebouwde referentielaser, die temperatuur-gestabiliseerd is om de nauwkeurigheid binnen enkele parts-per-million te behouden. De belangrijkste onderhoudstaken zijn minimaal: bij de thermo-elektrisch gekoelde detectoren hoef je er alleen op te letten dat de ventilatieopeningen van het koelblok niet worden geblokkeerd; bij de LN₂-versie moeten de detector-dewar en het bijvullen volgens de handleiding worden uitgevoerd; en voor alle versies is het goede praktijk om de interne omgeving van de Interferometer droog te houden (de unit heeft een aansluiting voor droogmiddel) om bij langdurig gebruik vochtabsorptie in de mid-IR-optiek te voorkomen.

Ja, binnen bepaalde grenzen. De FTIR Rocket heeft een scannende Interferometer met een typische scansnelheid van ongeveer 4 Hz bij volledige resolutie, wat betekent dat hij enkele spectra per seconde vastlegt. Een afzonderlijke gebeurtenis van minder dan een milliseconde kan hij niet geïsoleerd registreren, maar hij kan wel nauwkeurig het spectrum van een repetitieve gepulste bron meten. Sterker nog, veel gebruikers hebben met de FTIR Rocket gepulseerde IR-lasers met herhalingsfrequenties boven 10 kHz met succes gekarakteriseerd. Zolang de bron een stabiele pulsreeks (of een periodieke modulatie) uitzendt, registreert de Interferometer een interferentiesignaal dat een gemiddelde is over veel pulsen. Het resulterende spectrum vertegenwoordigt de totale optische output van de gepulste bron. Samengevat: hoewel je hem niet als een oscilloscoop voor afzonderlijke pulsen kunt gebruiken, is hij zeer geschikt voor het analyseren van de spectrale inhoud van hoogfrequente gepulseerde of gemoduleerde infraroodbronnen (lasers, IR-LED’s, enz.).

De FTIR Rocket is een mid-infraroodspectrometer voor algemeen gebruik en kan daardoor worden ingezet voor een breed scala aan IR-spectroscopietoepassingen. Veelvoorkomende toepassingen zijn chemische identificatie en kwantificering — bijvoorbeeld het analyseren van gasmonsters (het detecteren van moleculaire absorptielijnen voor milieumonitoring of veiligheid), het meten van vloeistoffen of dunne films (zoals in de farmaceutische industrie of petrochemie voor kwaliteitscontrole) en het karakteriseren van materiaalspectra (zoals polymeren, coatings of geologische monsters). Dankzij de optie voor vezelkoppeling wordt hij ook gebruikt in combinatie met ATR-probes of glasvezelsensoren voor remote of in-situ metingen (zoals het monitoren van reacties in een vat of het scannen van oppervlakken op verontreinigingen). Een ander belangrijk toepassingsgebied is karakterisering van optische bronnen: de FTIR Rocket fungeert vaak als mid-IR optische spectrumanalysator voor IR-laserdiodes, quantum cascade lasers, LED’s en thermische emitters — waardoor engineers het emissiespectrum, de piekgolflengte en de bandbreedte van hun IR-bronnen kunnen meten. In R&D-omgevingen maakt de combinatie van draagbaarheid en prestaties hem bruikbaar voor alles, van spectroscopie-experimenten in het lab tot veldtesten waarbij grotere FTIR-instrumenten onpraktisch zouden zijn.