Jak sfera całkująca zachowuje się jako spektrofotometr?

Podstawy integracji sfery
Dokładność pomiaru an integrująca sfera bez wątpienia wpłynie na jego projekt. Na to, jak światło załamuje się wewnątrz kuli, wpływa współczynnik odbicia powierzchni kuli, a także wielkość i rozmieszczenie portów, detektorów i przegród. Wszystkie te czynniki mogą wpływać na zdolność kuli do integrowania światła.

Duże kule o średnicy 150 mm mają lepsze właściwości integracji światła, a ich pomiary są mniej podatne na wpływ gorących punktów wytwarzanych przez próbkę. Mniejsze kulki mają mniej efektywną integrację sygnału, a duża część portów, która często występuje w mniejszych kulkach, może powodować poważne błędy pomiarowe z powodu utraty strumienia.

Podczas tworzenia integracja sfer, ważne jest, aby upewnić się, że pole widzenia detektora wyklucza każdy obszar powierzchni kuli, który jest bezpośrednio wystawiony na działanie wiązki próbki lub otrzymuje początkowe odbicie wiązki próbki. Bezpośrednie oświetlenie detektora przez próbkę światła przechodzącego ma jeszcze większe znaczenie dla pomiarów transmisji rozproszonej. We wszystkich scenariuszach pomiar przyniósłby mylący wynik.

Typową metodą zapobiegania tym artefaktom jest zastosowanie przegród osłaniających czujkę. Zazwyczaj są one zbudowane z znacznych odcinków Spectralonu lub metalu, który został pokryty tą samą substancją, co ściana sfery integrującej. Światło, które nie doznało co najmniej dwóch odbić od powierzchni kuli, jest blokowane przed dostrzeżeniem przez detektor za pomocą przegród. Bariera jest więc umieszczona tak, aby blokować tzw. odbicia „pierwszego uderzenia” przed wejściem w pole widzenia detektora.

Przegrody mogą być postrzegane jako przedłużenia powierzchni kulistych. Chociaż zazwyczaj nie jest to znaczące, ich udział w powierzchni sfery może być uwzględniony w równaniu radiancji. Przegrody zazwyczaj stanowią bardzo mały ułamek powierzchni kuli. Pomiary transmisji rozproszonej są szczególnie wrażliwe na odpowiednie przegrody sferyczne. Dzieje się tak, ponieważ rozproszone światło z próbki może łatwo dostać się do detektora zarówno z początkowego odbicia sfery wewnętrznej, jak i samej próbki w sporym polu widzenia detektora.

Na dokładność pomiaru sfery całkującej znacząco wpłynie rozkład światła w jej obrębie. Duże kule całkujące będą wykonywać pomiary z większą dokładnością, ponieważ światło w dużych systemach może być „zintegrowane” lub rozproszone równomiernie na powierzchni kuli, chociaż małe kulki całkujące mają lepszą wydajność energetyczną niż ich odpowiedniki o średnicy 150 mm.

Szeroka powierzchnia wewnętrzna kul 150 mm i niski całkowity udział portu umożliwiają odpowiednie odbicie światła wokół kuli i wytworzenie jednorodnego strumienia. Jednakże, aby złagodzić skutki niewystarczającej integracji światła, przy projektowaniu małych akcesoriów do sfer integrujących często trzeba poświęcać jednorodność strumienia sfery.

Pomiar mocy wyjściowej światłowodu
Umożliwia to oszacowanie przestrzennie zintegrowanej mocy wiązki. Możliwe jest zbieranie światła do pomiaru długości fali za pomocą portu północnego. Newport dostarcza jednoczęściowe, skalibrowane, standardowe, integrujące detektory kulowe. W rezultacie konfiguracja rozbieżna lub konfiguracja wiązki skolimowanej są często akceptowalne. Jednak ze względu na zwiększoną NA światłowodu w przypadku światłowodu soczewkowego zalecany jest rozbieżny układ wiązki. W przypadku korzystania z kolimatora światłowodowego zaleca się stosowanie konfiguracji wiązki skolimowanej.

Pomiar transmitancji
Zbierając przepuszczane promieniowanie z próbki znajdującej się w porcie 0 stopni 4-portowej sfery całkującej, można obliczyć transmitancję. Po ekspozycji na promieniowanie próbka jest porównywana z bezpośrednim pomiarem źródła wykonanym poza sferą.

Detektor jest chroniony przed niezintegrowaną transmisją przegrodą, a nierozproszony składnik można zebrać za pomocą pułapki świetlnej zainstalowanej na porcie 180 stopni. Możliwy jest również pomiar fluorescencji, rozproszenia w masie, rozproszenia do przodu i do tyłu oraz całkowitego zintegrowanego rozproszenia. Port 90 stopni to miejsce, w którym montowany jest detektor.

Pomiar odbicia
Próbka jest trzymana w porcie 0 stopni i wystawiona na wiązkę padającą przez port 180 stopni w celu pomiaru odbicia. Kula integruje przestrzennie całe promieniowanie odbite, które jest następnie wykrywane przez przesłonięty detektor. Możliwe jest pozbycie się składowej zwierciadlanej promieniowania odbitego za pomocą uchwytu na próbki o normalnym padaniu, który odbija wiązkę zwierciadlaną z powrotem z portu wejściowego.

Możliwe jest oszacowanie reflektancji „zwierciadlanej plus rozproszonej” przy użyciu uchwytu na próbki o nachyleniu 8°. Możliwe jest określenie współczynnika odbicia próbki w stosunku do znanego wzorca poprzez pomiar i obliczenie ich stosunku. Aby zapobiec błędom powodowanym przez współczynnik odbicia próbki, wzorzec i próbka powinny mieć podobny współczynnik odbicia. Aby pozbyć się tego potencjalnego źródła niedokładności pomiaru, zastosuj system dwuwiązkowy. Port 90 stopni to miejsce, w którym montowany jest detektor.

Jednolita sfera źródła światła
Dodając oświetlenie ze źródła zewnętrznego, kulę ogólnego przeznaczenia można ustawić jako podstawowe jednolite źródło światła. Do konfiguracji potrzebny jest iluminator, detektor i miernik mocy lub radiometr. Nieużywany czwarty port z zatyczką portu może zakłócać jednorodność wyjścia, stąd sfera z trzema portami jest lepsza niż sfera z czterema portami.

Detektor jest umieszczony na biegunie północnym, a źródło światła jest przymocowane do portu 90 stopni. Wyjściem jednolitego oświetlenia jest ogromny port 0 stopni. Dokładny wskaźnik oświetlenia kuli zapewnia detektor dołączony do miernika mocy lub radiometru. Jeśli czujnik nie jest nasycony, wyjście zmieni się liniowo wraz z odczytem mocy.

Najczęściej zadawane pytania
Co to jest sfera całkująca w spektrofotometrze?
Prostym, ale często źle rozumianym akcesorium spektrofotometru do pomiaru promieniowania optycznego jest sfera całkująca. Zadaniem sfery integrującej w badaniach próbek w zakresie transmisji rozproszonej i dyfuzyjnego odbicia jest integracja przestrzenna strumienia promieniowania.

Jaki jest pożytek ze Spectralonu?
W rzeczywistości Spectralon jest stosowany wszędzie tam, gdzie potrzebujesz efektywnego, spójnego oświetlenia, w tym sfer integrujących, komór pompujących wnęki laserowe, standardów i celów odbicia, reflektorów lamp, oświetlenia tylnego panelu wyświetlacza i urządzeń do obrazowania cyfrowego. Spectralon można łatwo przerobić na niestandardowe odbłyśniki.

Ile kosztuje sfera integrująca?
Ogólnie rzecz biorąc, sfery całkujące można kupić za początkową cenę 6000 dolarów amerykańskich. Co więcej, uzyskanie jednej z najlepszych sfer integracyjnych będzie kosztować około 10,000 XNUMX USD.

Lisun Firma Instruments Limited została znaleziona przez LISUN GROUP w 2003 roku. LISUN system jakości został ściśle certyfikowany przez ISO9001: 2015. Jako członek CIE, LISUN produkty są projektowane w oparciu o normy CIE, IEC i inne normy międzynarodowe lub krajowe. Wszystkie produkty przeszły certyfikat CE i zostały uwierzytelnione przez zewnętrzne laboratorium.

Naszymi głównymi produktami są Goniofotometr, Integracja Kuli, Spektroradiometr, Generator przepięć, Pistolety do symulatorów ESD, Odbiornik EMI, Sprzęt testowy EMC, Tester bezpieczeństwa elektrycznego, izba środowiska, izba Temperatura, Komora klimatyczna, Komora termiczna, Test w komorze solnej, Komora do badania pyłu, Wodoodporny test, Test RoHS (EDXRF), Test świecącego drutu i Test płomienia igłowego.

Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz wsparcia.
Dział techniczny:  Service@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dział sprzedaży:  Sales@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagi:LPCE-(LMS-9000)