Le problème posé
La sortie de la plupart des fibres optiques, caractérisées par son rapport d’ouverture F/#, est trop divergente pour une acceptance efficace du monochromateur ou du spectrographe. Cela entraîne une perte potentiellement importante dans l'efficacité et accroît la lumière parasite due à un excédent de lumière du faisceau dans l'appareil.
La solution
A cause des différents types de fibres et parce qu'aucune conversion du faisceau de sortie de la fibre pour harmoniser le monochromateur ne peut vaincre le concept fondamental de l'extension optique, il n'y a pas de solution universelle au problème. Cependant, en fonction des contraintes de résolution, le Matcher 77529 F/# offre, dans de nombreux cas, des améliorations de rendement et la réduction de la lumière parasite. La figure 1 illustre le problème et la solution. Remarque : quand on utilise le matcher F/#, l'image de la fibre est grossie d’un facteur de 2.
Figure 1 : Le Matcher 77529 F/# réduit la lumière parasite en faisant correpondre l'angle de sortie d'une fibre à l'angle d'entrée de notre monochromateur.
Figure 2 : Image d'un faisceau de fibres 5-voies à la sortie du Matcher 77529 F/# Oriel et à la sortie du a Matcher F/# 2 lentilles standard.
Utilisez également le Matcher F/# à la sortie du Monochromateur
Vous pouvez également utiliser le Matcher F/# à la sortie du monochromateur pour transmettre la lumière monochromatique dans la fibre. L'image de la fente est réduite d'un facteur de 2.
En ce qui concerne les faisceaux de réseau
Les faisceaux de verre ont un F/# de ~1. Augmenter le F/# par un facteur de 2 n'est pas suffisant pour harmoniser l'entrée de nos monochromateurs et spectrographes, cependant, il est toujours utile d'utiliser un Matcher F/# avec des fibres optiques de verre parce qu'elles font décroître la lumière diffuse et peuvent faire augmenter le rendement, selon la taille de la fente.
Fonctionne également avec des spectrographes d'imagerie
Tous les instruments d'imagerie spectrale ont un grossissement de 1-1,5 dans la direction de l'image. De plus, les matchers F/# ont un grossissement x2. Ce grossissement est inhérent à tout matcher F/# allant de F/2 à F/4. Au total, vous pouvez avoir un grossissement de trois dans la direction de l'image. Pour adapter l'image au InstaSpecTM CCD de 6 mm , la fibre multi-track peut
n'être que de 2 mm de hauteur.
Pour imager de petits objets ayant une structure fine, le matcher F/# doit avoir une extrêmement bonne résolution. Le matcher F/# Oriel offre la résolution souhaitée. La figure 2 montre cinq fibres 200 mm chacune distantes de 400 mm et l'image produite par le matcher F/#. Par comparaison, l'image produite par un matcher F/# deux lentilles standard est également montrée. Comme vous pouvez le voir, la résolution du matcher F/# typique à lentilles est très mauvaise. De plus, le rendement est abaissé à cause d'aberrations chromatiques importantes. Pour assurer une résolution supérieure, particulièrement avec des faisceaux de fibres 5 et 9-voies, nous recommendons l'usage de faisceaux de fibres Multi-track avec des coeurs de 100 mm de diamètre.
Fonctionnement du Matcher F/#
Quand vous envoyez de la lumière depuis une fibre optique directement dans un monochromateur, vous perdez de l'énergie si l'angle de sortie de la fibre optique est plus large que l'angle d'entrée du monochromateur, et/ou si la taille de la fibre est plus large que celle de la fente. L'utilisation du Matcher F/# réduit la perte de façon significative. Sans le Matcher F/#, le facteur de perte (K) est :
Où
(F1 /#) = Sortie F/# de la fibre
(F2 /#) = Entrée F/# du monochromateur
V = Facteur de vignetage
V= 1 quand le diamètre de la fibre est plus petit que la largeur et la hauteur de la fente ; V <1 pour d'autres cas. Plus K est petit, plus la perte d'énergie est grande. Puisque le matcher F/# harmonise l'angle du cone de sortie des fibres de silicone fuselées à l'angle d'acceptance de l'entrée de nos monochromateurs, vous collectez toute l'énergie depuis la fibre : l'équation est donc équilibrée :
Le nouveau facteur de vignetage (V*) est différent de V, et habituellement plus petit que V, à cause de l'amplification (m) de l'image produite par le Matcher F/# :
Montage et positionnement
Le 77529 a une mise au point X, Y et Z pour un alignement optimal de l'image de la fibre avec la fente du monochromateur. Il a une bride de connection rapide femelle de 3,85 cm et un adaptateur pour monter toute fibre Oriel avec une ferrule 11 m de connexion rapide ou standard. Le 77529 possède également un trou taraudé 1/4-20 pour le montage en colonne. Même avec le montage avec bride, nous vous conseillons de monter en colonne le Matcher F/# pour plus de stabilité. Le jeu de 112,5 mm entre le logement du Matcher F/# et son point de mise au point permet de placer une roue à filtre . L'image de la fibre est focalisée à travers les filtres, dans le monochromateur. Nous fournissons un tube d'extension ajustable avec le Matcher F/#, ajustable de 65 à 112,5 mm.
