تصميم وتصنيع مطياف تصويري مسيطر عليه بالكومبيوتر لتحليل طيف رامان

الباحث

حمزة محمد حامد محمد الدليمي

المشرف

ياسر عبد الجواد الجوادي - رائد احمد الوزان

الجامعة

جامعة الموصل

الكلية / القسم

كلية العلوم / قسم الفيزياء

الشهادة

دكتوراه

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Raman Spectroscopy ; Imaging Spectrograph ; Czerny-Turner Design ; ZEMAX

في هذه الأطروحة, تم تصميم مطياف محلي بطول بؤري (261) ملم ويمواصفات خاصة لاستخدامه في تطبيقات واسعة في مجالات التحليل الطيفي. تم تصميم المطياف باستخدام برنامج (ZEMAX) المتخصص في هذا المجال، وتم تطوير تصميمه على مراحل: مرحلة التصميم البصريء ثم مرحلة التصميم الميكانيكي. تم استخدام (Slit) Gall كمدخل للإشارة Yap من alll البصري. تم تصميم جهاز المطياف على أساس تصميم تشيرني- تيرنر، وتم استخدام ثلاث مراياء الأولى مرآة مسطحة عاكسة؛ كان الغرض منها الحصول على البعد البؤري المطلوب. أما المرآة الثانية فهي كروية وتسمى بالمرآة المجمعة. تقوم بتجميع الأشعة المنعكسة من المرآة المستوية باتجاه المحزز. والثالثة هي مرآة بيضوية تحتوي على قطرين مختلفين، أي طولين بؤربين وذلك لتقليل الزبغ, وتسمى مرآة التركيز. تقوم بتركيز الأشعة بعد تحليلها وإسقاطها على كاشف0010© . جهاز الكاشف من شركة Andor . يتم توصيله بالكمبيوتر لعرض الإشارة على شاشة الحاسوب. تمت إضافة محرك خطوي (stepper motor) يتم التحكم فيه بواسطة شريحة الاردوينو (Arduino) عن طريق الكمبيوتر للتحكم في حركة المحزز يسارًا ويميئًا. تمت معايرة جهاز المطياف باستخدام أطياف ضوء الزئبق والنيون ذات الأطوال الموجية المعروفة، وتم حساب الدقة (FWHM) للجهاز وكانت (0.1) نانومتر. تم اختبار مقياس الطيف (S261mm) في تطبيقات التحليل الطيفي لرامان حيث تم استخدام ليزر He-Ne لإثارة العينة ad الدراسة، مع المرشح الخاص به .(notch filter) ويسبب حساسية الجهاز العالية ظهرت خطوط طيفية من المادة الفعالة لليزر تسمى خطوط البلازما. شكلت خطوط البلازما عائقا في عملناء وخاصة الخطوط ذات الشدة العالية مقارنة بطيف رامان ذي الشدة المنخفضة. تم إنتاج أطياف رامان لبعض المواد (الكبريت, بورون نترايد, الباراسيتامول, الميترونيدازول. وكان الطيف مطابقاً للمراجع والمصادر العالمية.

In this thesis, a local spectrometer with a focal length of (261) mm and special specifications was designed for usage in wide applications. The spectrometer was designed using the (ZEMAX) program specialized in this field, and its design was developed in stages: the optical design stage, then the mechanical design stage. The slit was used as a signal input instead of a fiber. The spectrograph was designed based on the Czerny-Turner design, and three mirrors were used, the first a flat, reflective mirror, the purpose of which was to obtain the required focal length. The second mirror is spherical, called the collecting mirror. It collects the rays in the direction of the grating. The third is an toroidal mirror that contains two different diameters, that is, two focal lengths, in order to reduce aberration. It is called the focusing mirror. It focuses the rays after analyzing them and projecting them onto the CCD detector. The detector from Andor techs. is connected to a computer to display the signal. A computer-controlled stepper motor has been added to control the movement of the grating left and right. The spectrometer was calibrated using the mercury and neon light spectra with known wavelengths, and the resolution (FWHM) of the device was calculated to be (0.1)nm. The spectrometer (S261mm) was tested in Raman spectroscopy applications where the He-Ne laser was used to excite the sample under study, with its notch filter. Due to the high sensitivity of the device, spectral lines appeared from the active material of the laser, called plasma lines. Plasma lines presented an obstacle in our work, especially the lines with high intensity compared to the Raman spectrum, which has low intensity. Raman spectra were produced for some samples (Sulphur, Boron Nitride, Acetaminophen, and Metronidazole) and the spectrum was identical to international references.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب