CZ309152B6 - Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength - Google Patents
Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309152B6 CZ309152B6 CZ202124A CZ202124A CZ309152B6 CZ 309152 B6 CZ309152 B6 CZ 309152B6 CZ 202124 A CZ202124 A CZ 202124A CZ 202124 A CZ202124 A CZ 202124A CZ 309152 B6 CZ309152 B6 CZ 309152B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- width
- leds
- behind
- narrowing
- selecting
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
- G01N30/74—Optical detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/04—Slit arrangements slit adjustment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
Abstract
Description
Zařízení pro zúžení spektrální pološířky a výběr přesné vlnové délkyEquipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength
Oblast technikyField of technology
Technické řešení se týká konstrukce optického řešení pro zúžení spektrální pološířky a výběr přesné vlnové délky u detektoru pro chromatografíi s LED diodami.The technical solution concerns the construction of an optical solution for the narrowing of the spectral half-width and the selection of the exact wavelength of a detector for chromatography with LED diodes.
Dosavadní stav technikyState of the art
V poslední době se používají chromatografické detektory s LED diodami jako zdroj monochromatického světla. Nevýhodou LED diod je, že mají velkou toleranci emitovaného spektra, obvykle +/- 5 nm a velmi širokou spektrální pološířku obvykle 12 až 20 nm a navíc v patě spektra je emitované spektrum obvykle široké 20 až 40 nm. Tyto vlastnosti LED diod omezují použití takovýchto detektorů v aplikacích, kde je nutná přesná vlnová délka a větší rozsah linearity měření.Recently, chromatographic detectors with LEDs have been used as a source of monochromatic light. The disadvantage of LEDs is that they have a large tolerance of the emitted spectrum, usually +/- 5 nm and a very wide spectral half-width, usually 12 to 20 nm, and in addition, at the base of the spectrum, the emitted spectrum is usually 20 to 40 nm wide. These properties of LEDs limit the use of such detectors in applications where accurate wavelength and a greater range of measurement linearity is required.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro zúžení spektrální pološířky a výběr přesné vlnové délky u detektoru pro chromatografíi s LED diodami, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že za LED diodami je za štěrbinami konkávní zrcadlo, před kterým je holografická mřížka a fokusační štěrbina, za kterou je rozdělovač paprsků pro odražení paprsku do referenční diody a přes kyvetu do měřicí diody.The above drawbacks are largely eliminated by the spectral half-width narrowing and precision wavelength selection device of the LED chromatography detector of the present invention. Its essence is that behind the LEDs there is a concave mirror behind the slits, in front of which there is a holographic grating and a focusing slit, behind which there is a beam splitter for reflecting the beam into the reference diode and through the cuvette into the measuring diode.
Zařízení využívá holografickou mřížku s přesným umístěním štěrbin, čímž se získá spektrum s přesnou vlnovou délkou s tolerancí menši než +/- 1 nm a přesnou pološířkou ovlivnitelnou šířkou štěrbiny v rozsahu od 2 nm.The device uses a holographic grating with a precise location of the slits, thus obtaining a spectrum with a precise wavelength with a tolerance of less than +/- 1 nm and a precise half-width controllable width of the slit in the range from 2 nm.
Navrhované řešení používá difrakční mřížku, kde LED diody jsou umístěny v místech prvního řádu mřížkou rozloženého spektra. Směr paprsků světlaje zde obrácený, než jaký je používán u Diode Array Detektorů. Kombinací šířek štěrbin umístěných před LED diodami a na výstupu monochromátoru lze ovlivnit spektrální pološířku světla, která vstupuje do kyvety detektoru. Zároveň je přesnou pozicí LED diod a štěrbin umožněno vybrat přesnou vlnovou délku z širokého spektra LED diod. Zařízení tedy umožňuje modifikovat spektrum LED diod tak, že pomocí holografické mřížky vybere z tohoto spektra pouze určitou vlnovou délku a pomocí vhodně zvolených štěrbin omezí spektrální pološířku. Výroba takovéhoto detektoru je o něco složitější oproti stávajícím konstrukcím a obsahuje navíc některé optické a mechanické komponenty, ale je vyvážena dosažením vynikajících parametrů. Toto řešení umožňuje použití těchto detektorů v nej náročnějších analytických aplikacích při daleko nižších pořizovacích a provozních nákladech.The proposed solution uses a diffraction grating, where the LEDs are located in the first order places of the spread spectrum. The direction of the rays of light here is inverted than that used for Diode Array Detectors. By combining the widths of the slits located in front of the LEDs and at the output of the monochromator, the spectral half-width of the light entering the detector cuvette can be influenced. At the same time, the exact position of the LEDs and slots allows you to select the exact wavelength from a wide range of LEDs. The device thus makes it possible to modify the spectrum of LEDs by selecting only a certain wavelength from this spectrum by means of a holographic grating and by limiting the spectral half-width by means of suitably selected slits. The production of such a detector is a bit more complicated than the existing constructions and additionally contains some optical and mechanical components, but it is balanced by the achievement of excellent parameters. This solution allows the use of these detectors in the most demanding analytical applications at much lower acquisition and operating costs.
Navíc je toto řešení míň nákladné na výrobu, přičemž jeho malé rozměry umožňují snadné umístění do vyšších celků. Nespornou výhodou je nízká spotřeba detektoru a dlouhá životnost LED diod oproti klasickým světelným zdrojům jako například deuteriová výbojka.In addition, this solution is less expensive to manufacture, and its small size allows for easy placement in higher units. The undeniable advantage is the low consumption of the detector and the long life of the LED diodes compared to conventional light sources such as a deuterium lamp.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Zařízení pro zúžení spektrální pološířky a výběr přesné vlnové délky u detektoru pro chromatografíi s LED diodami podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je schéma zapojení a na Obr. 2 je mechanické schéma tohoto zařízení.The device for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength of the detector for LED chromatography according to the invention will be described in more detail in a specific exemplary embodiment with the aid of the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a circuit diagram, and FIG. 2 is a mechanical diagram of this device.
-1 CZ 309152 B6-1 CZ 309152 B6
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Zařízení pro zúžení spektrální pološířky a výběr přesné vlnové délky u detektoru pro chromatografii s LED diodami, má za LED diodami 3 štěrbiny 2, za kterými je konkávní zrcadlo 1. Před konkávním zrcadlem 1 je holografická mřížka 9 a fokusační štěrbina 4, za kterou je rozdělovač 5 paprsků pro odražení paprsku do referenční diody 8 a přes kyvetu 6 do měřicí diody 7.The device for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength of the detector for LED chromatography has behind the LEDs 3 slits 2, behind which is a concave mirror 1. In front of the concave mirror 1 there is a holographic grating 9 and a focusing slit 4, behind which is a distributor 5 beams for reflecting the beam to the reference diode 8 and via the cuvette 6 to the measuring diode 7.
Princip detektoru je na obr. 1. Světlo z LED diod 3 umístěných v místech prvního řádu mřížkou rozloženého spektra prochází skrz štěrbiny 2 na konkávní zrcadlo 1, které odráží paprsky na holografickou mřížku 9. Protože holografická mřížka 9 zde fimguje v obrácené funkci než u diode array detektorů, skládá paprsky různých vlnových délek z LED diod 3 do jednoho svazku, který je opětným využitím konkávního zrcadla 1 fokusován do fokusační štěrbiny 4. Po průchodu fokusační štěrbinou 4 je část světla odražena rozdělovačem 5 paprsků - beam splitterem, na referenční diodu 8 a větší část prochází přes kyvetu 6, kterou protéká měřený vzorek kapaliny, dále na měřicí diodu 7.The principle of the detector is shown in Fig. 1. The light from the LEDs 3 located in the first order of the spread spectrum passes through the slits 2 to the concave mirror 1, which reflects the rays to the holographic grating 9. Because the holographic grating 9 functions here in the inverse function of the diode array of detectors, consists of beams of different wavelengths from LEDs 3 into one beam, which is focused by reusing the concave mirror 1 into the focusing slit 4. After passing through the focusing slit 4, part of the light is reflected by the beam splitter 5 to the reference diode 8 and the larger part passes through the cuvette 6 through which the measured liquid sample flows, further to the measuring diode 7.
Signál z měřicí diody 7 je využíván k měření absorbance dle Lambert-Beerova zákona porovnáváním intenzity světla po průchodu kyvetou 6 s nosnou mobilní fází a následně s měřeným vzorkem. Při použití více LED diod 3 jako zdroje světla jsou tyto rozsvěceny střídavě, čímž se ve výsledku dostává hodnota absorbance na různých vlnových délkách.The signal from the measuring diode 7 is used to measure the absorbance according to Lambert-Beer's law by comparing the light intensity after passing through the cuvette 6 with the carrier mobile phase and subsequently with the measured sample. When using several LEDs 3 as light sources, these are lit alternately, which results in an absorbance value at different wavelengths.
Mechanické provedení fimkčního prototypu je na obr. 2.The mechanical design of the functional prototype is shown in Fig. 2.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění v konstrukcích detektorů pro kapalinovou chromatografii, kde je vyžadována přesná vlnová délka a úzké spektrum světelného zdroje.The device according to this technical solution finds application in the construction of detectors for liquid chromatography, where a precise wavelength and a narrow spectrum of the light source is required.
Claims (1)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ202124A CZ309152B6 (en) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength |
CN202280014949.XA CN116848384A (en) | 2021-01-21 | 2022-01-19 | Apparatus for spectral half-width narrowing and accurate wavelength selection |
EP22742338.1A EP4271970A1 (en) | 2021-01-21 | 2022-01-19 | Device for spectral half-width narrowing and exact wavelength selection |
PCT/IB2022/050433 WO2022157634A1 (en) | 2021-01-21 | 2022-01-19 | Device for spectral half-width narrowing and exact wavelength selection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ202124A CZ309152B6 (en) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ202124A3 CZ202124A3 (en) | 2022-03-16 |
CZ309152B6 true CZ309152B6 (en) | 2022-03-16 |
Family
ID=80628180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ202124A CZ309152B6 (en) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4271970A1 (en) |
CN (1) | CN116848384A (en) |
CZ (1) | CZ309152B6 (en) |
WO (1) | WO2022157634A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0184428A2 (en) * | 1984-12-03 | 1986-06-11 | Leco Instruments Limited | Optics system for emission spectrometer |
EP1027622A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-08-16 | Renishaw plc | Optical filter for raman spectroscopy |
US7839550B1 (en) * | 2004-08-14 | 2010-11-23 | Billmers Richard I | Volume holographic filter with broad acceptance angle and narrow spectral bandwidth |
CN102519878A (en) * | 2011-12-13 | 2012-06-27 | 江苏大学 | Method and system for automatic correction and compensation of stability of microfluidic chip photoelectric detection light source |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2303274A1 (en) * | 1975-03-06 | 1976-10-01 | Marteau D Autry Eric | Analytical photometer with light beam splitter - consisting of divided bundle of quartz fibres forming two equal beams |
JPH0778451B2 (en) * | 1984-06-29 | 1995-08-23 | 株式会社島津製作所 | Planar diffraction grating spectrometer |
US6414753B1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-07-02 | Arthur Davis | Low stray light czerny-turner monochromator |
CH709865A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-15 | Tecan Trading Ag | Spectrometer with monochromator and order-sorting filter. |
-
2021
- 2021-01-21 CZ CZ202124A patent/CZ309152B6/en unknown
-
2022
- 2022-01-19 EP EP22742338.1A patent/EP4271970A1/en active Pending
- 2022-01-19 WO PCT/IB2022/050433 patent/WO2022157634A1/en active Application Filing
- 2022-01-19 CN CN202280014949.XA patent/CN116848384A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0184428A2 (en) * | 1984-12-03 | 1986-06-11 | Leco Instruments Limited | Optics system for emission spectrometer |
EP1027622A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-08-16 | Renishaw plc | Optical filter for raman spectroscopy |
US7839550B1 (en) * | 2004-08-14 | 2010-11-23 | Billmers Richard I | Volume holographic filter with broad acceptance angle and narrow spectral bandwidth |
CN102519878A (en) * | 2011-12-13 | 2012-06-27 | 江苏大学 | Method and system for automatic correction and compensation of stability of microfluidic chip photoelectric detection light source |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LIU, Bo et al. Development of stable, narrow spectral line-width, fiber delivered laser source for spin Exchange optical pumping. Applied Optics, 2015, Vol. 54, No. 17, p. 5420-5424, ISSN 1559-128X * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4271970A1 (en) | 2023-11-08 |
CZ202124A3 (en) | 2022-03-16 |
WO2022157634A1 (en) | 2022-07-28 |
CN116848384A (en) | 2023-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3985441A (en) | Multi-channel spectral analyzer for liquid chromatographic separations | |
US10168310B2 (en) | System and method for fluorescence and absorbance analysis | |
AU2007234389B2 (en) | Spectroscope and method of performing spectroscopy | |
Penner | Ultraviolet, visible, and fluorescence spectroscopy | |
JP4536754B2 (en) | Spectrophotometer and liquid chromatography | |
KR20110127122A (en) | Sample analyzing apparatus | |
JP2004045267A5 (en) | ||
RU2223479C2 (en) | Method and device for analysis of isotope-carrying molecules by absorption spectrum | |
US4875773A (en) | Optical system for a multidetector array spectrograph | |
Niyonambaza et al. | A compact visible light spectrometer for molecular detection with spherical gold nanoparticles | |
CN109269771B (en) | Light path structure of echelle grating efficiency tester with adjustable offset angle and testing method | |
RU2007149339A (en) | SPECTROMETRIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACED SPECTRAL DISTRIBUTIONS | |
CZ309152B6 (en) | Equipment for narrowing the spectral half-width and selecting the exact wavelength | |
WO2004063730A1 (en) | Fluorescence measuring equipment | |
CN104568799A (en) | Monochromatic light composited light scanning type luminosity absorption detection system | |
CN112033539B (en) | Novel transmission type fiber grating spectrometer | |
US4035086A (en) | Multi-channel analyzer for liquid chromatographic separations | |
KR101317059B1 (en) | Multi-gas analysis device for ultra-violet measurements | |
KR101927664B1 (en) | Multi-Device Spectrophotometer | |
KR100302547B1 (en) | Multifunctional Spectrophotometer with CCD detector and Integrating Sphere | |
Merenda et al. | Portable NIR/MIR Fourier-transform spectrometer based on a common path lamellar grating interferometer | |
KR20090118367A (en) | Beam spectrometer | |
CN112067124B (en) | Programmable fiber grating spectrometer based on magnetofluid | |
CN208488173U (en) | Replaceable type light path module and spectrometer with the light path module | |
RU2359239C1 (en) | Spectral instrument with longitudinal light dispersion into spectrum |