Date : 14/07/2024

White Bear Photonics, LLC

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Résumé

Dans l’ordre, les trois principaux consommables d’un FTIR sont le dessiccant, la source IR et le laser HeNe. Le laser HeNe est un composant essentiel de l’interféromètre et est utilisé pour calibrer l’instrument ainsi que pour contrôler le miroir mobile.

Le remplacement du laser HeNe est souvent nécessaire en raison des facteurs suivants :

1. Gains laser élevés après l’alignement (bloqués à un maximum de 240).
2. Problèmes de balayage entraînant une absence de balayage, des balayages intermittents de mauvaise qualité ou des données bruitées.
3. Aucune lumière laser visible dans le compartiment de l’échantillon ou provenant de la tête du laser (laser hors service).
4. Les lasers anciens (selon la date de fabrication indiquée sur la tête) de plus de 7 ans présentent souvent un ou plusieurs de ces trois principaux symptômes.

Retrait de l’ancien laser

1. Éteignez le FTIR.
2. Débranchez le laser et retirez tout le support (qui maintient le laser).
3. Marquez sur le collier de serrage la position de l’ancien laser sur la face avant de la tête (vis), afin de pouvoir positionner la nouvelle tête de laser au même endroit.
4. Desserrez les colliers de serrage et faites glisser l’ancien laser vers l’extérieur.

Installation du nouveau laser

1. Insérez le nouveau laser à la même marque et dans la même position que la tête.
2. Remarque : le laser peut être positionné n’importe où dans le collier de serrage. Marquer sa position permettra donc de placer le faisceau du nouveau laser approximativement au même endroit sur le détecteur laser lors de la réinstallation du support.
3. Mettez le FTIR sous tension.
4. Vous devrez peut-être fixer le contact de sécurité (interlock) situé sur le dessus de la carte principale avec du ruban adhésif. Le contact de sécurité du laser vous empêche d’effectuer des réglages. Si vous poussez le bouton du contact de sécurité, le laser devrait s’allumer.
5. Lorsque le laser s’allume, assurez-vous que le faisceau frappe exactement le centre du séparateur de faisceau. Le centre du séparateur de faisceau comporte une ouverture libre permettant au faisceau laser d’aller vers l’interféromètre et d’en revenir. Le faisceau laser doit être centré dans cette ouverture libre et l’occuper uniformément afin que les diodes (détecteurs) affichent des valeurs de gain faibles une fois l’alignement automatique terminé.
6. Si le faisceau est correctement aligné, il doit remplir uniformément le premier miroir de dérivation (petit miroir) avant d’entrer dans l’interféromètre. Plusieurs réflexions parasites et un faisceau lumineux sont visibles. Lorsque le laser est correctement aligné à travers le modulateur, un faisceau lumineux est visible ; il doit être rétro-réfléchi vers le petit miroir de dérivation et ne doit pas apparaître sur la carte. Lorsqu’il est correctement aligné, il doit y avoir très peu de « débordement » rétro-réfléchi vers le miroir de dérivation.
7. Une fois l’alignement visuel optimal réalisé, ouvrez l’application Omnic.
8. Allez dans Configuration de l’expérience, puis dans l’onglet Diagnostics.
9. Cliquez sur Align et vérifiez que l’alignement est terminé.
10. Lorsque l’alignement est terminé, vous devriez voir un interférogramme d’une certaine amplitude, comme illustré ci-dessous.
11. Quittez Omnic et accédez au dossier C:\Programmes\Omnic. Épinglez à la barre des tâches l’application nommée MagDiag (ainsi, vous n’aurez pas à la chercher la prochaine fois).
12. Ouvrez MagDiag (remarque : les panneaux peuvent ne pas être exactement identiques à ceux présentés ci-dessous selon la version du logiciel Omnic, mais le contenu devrait être le même).
13. Cliquez ensuite sur l’icône Laser. Vous verrez :
14. Prenez une capture d’écran et notez les valeurs MCoilX et MCoilY (pour référence ultérieure).
15. Cliquez sur l’icône Gains laser (remarque : avec un nouveau laser, toutes les valeurs de gain devraient idéalement être inférieures à 100. Prenez une capture d’écran et notez la date de ce remplacement du laser si les trois valeurs sont inférieures à 100) :
16. Si l’une de ces valeurs est de 240, le laser doit être physiquement réaligné afin que le faisceau laser frappe correctement les trois diodes. Dans un état de gain laser élevé, le FTIR peut toujours sembler balayer, mais il sera instable et produira par intermittence des balayages de mauvaise qualité lors de l’acquisition de données.
    
    Le panneau des gains laser est un moniteur en temps réel des tensions mesurées par le détecteur laser. Si l’une des valeurs (X, Y ou R) est élevée, déplacez (avec précaution) le laser dans le collier de serrage desserré vers la droite ou vers la gauche, ou faites pivoter le tube afin de réduire ou d’augmenter le ou les niveaux de tension. Ce réglage est très sensible et grossier ; veillez à effectuer de petits ajustements lors de cette étape.
    
    Si vous effectuez des réglages lors de cette dernière étape afin de maximiser une ou toutes les tensions, vous devez réaligner le système dans l’application Omnic (étape 12). Cela réinitialisera les niveaux de gain (que vous vérifierez à nouveau dans MagDiag). Si vous avez effectué des réglages et obtenu des tensions plus élevées dans le panneau des gains laser, vous devriez constater une réduction de la ou des valeurs de gain au cours de ce processus d’alignement. Une fois cette opération terminée (alignement automatique, réglage, alignement automatique…) vous vous assurerez que le système restera stable à mesure que le laser vieillit et que sa puissance diminue au fil du temps.

Remarques finales

Selon l’instrument, ce processus peut ne pas permettre à l’instrument de balayer correctement si celui-ci n’a pas été utilisé pendant une période prolongée ou s’il vient d’être sorti de son lieu de stockage. Presque tous les FTIR utilisent des optiques KBR (optiques à base de sels), qui peuvent facilement être endommagées par l’humidité. Dans ce cas, une quantité importante de lumière du laser HeNe sera diffusée par le séparateur de faisceau KBR de l’interféromètre. Deuxièmement, si le séparateur de faisceau est partiellement « embué », cela entraînera des gains laser élevés (pour les trois valeurs X, Y et R) après l’alignement automatique. En général, lorsque les trois paramètres de gain laser sont élevés, cela est généralement dû à un laser faible ou à un séparateur de faisceau embué. Lorsqu’une ou deux des valeurs de gain laser sont faibles (normales et bien inférieures à 100), tandis que l’autre ou les autres sont à 240, il s’agit d’un problème d’alignement du faisceau laser, qui n’est pas uniforme ou qui n’atteint pas le détecteur.

La fenêtre des gains laser présentée ci-dessus n’est accessible que lorsque l’application Omnic est fermée. Vous devez donc fermer Omnic, puis ouvrir MagDiag pour accéder à cette fenêtre. Cette fenêtre est pratique car elle fournit une mesure réelle des tensions mesurées par le détecteur laser. L’autre méthode pour observer ces tensions consiste à connecter un oscilloscope aux trois points de test de la carte de préamplification, comme décrit dans le manuel d’entretien Thermo. Nous avons constaté que le « raccourci » MagDiag décrit ci-dessus est plus simple et plus sûr à utiliser.

L’exécution de la fonction Align dans la fenêtre Diagnostics se déroule en deux étapes. La première établit les valeurs de gain appropriées lues à partir du laser HeNe. Pendant ce processus, elle surveille la carte du détecteur laser située juste à l’extérieur de l’interféromètre. Une fois les niveaux de gain établis, l’instrument commencera à balayer et vous verrez alors apparaître un interférogramme. Lors de l’étape suivante, appelée « Fine Alignment », le miroir galvanométrique du miroir de référence optimisera le faisceau IR sur le détecteur IR (à gauche du compartiment de l’échantillon). Vous verrez l’amplitude de l’interférogramme augmenter et diminuer jusqu’à ce que le maximum soit trouvé. Une fois le maximum trouvé, les miroirs galvanométriques seront positionnés aux tensions indiquées pour McoilX et McoilY dans la fenêtre présentée à l’étape 12.

Remarque : l’amplitude finale de l’interférogramme sera liée au rapport signal sur bruit après le processus Align. Si l’amplitude est inférieure à 3 lorsque Gain=1, il est fort probable que la source IR approche de la fin de sa durée de vie. S’il n’y a aucune amplitude et que le système balaye, la source IR est soit hors service, soit éteinte.