Come regge una sfera integratrice come spettrofotometro

Nozioni di base sulla sfera di integrazione
La precisione di misura di un sfera di integrazione sarà senza dubbio influenzato dal suo design. Il modo in cui la luce si rifrange all'interno della sfera è influenzato dalla riflettività della superficie della sfera, nonché dalle dimensioni e dal posizionamento di porte, rivelatori e deflettori. La capacità di una sfera di integrare la luce può essere influenzata da tutti questi fattori.

Le grandi sfere con un diametro di 150 mm hanno proprietà di integrazione della luce più elevate e le loro misurazioni hanno meno probabilità di essere influenzate dai punti caldi prodotti dal campione. Le sfere più piccole hanno un'integrazione del segnale meno efficace e la grande frazione di porta che è spesso presente nelle sfere più piccole può causare gravi errori di misurazione dovuti alla perdita di flusso.

Durante la creazione sfere di integrazione, è fondamentale garantire che il campo visivo del rivelatore escluda qualsiasi area della superficie della sfera immediatamente esposta al raggio campione o che riceve la riflessione iniziale del raggio campione. L'illuminazione diretta del rivelatore mediante la luce trasmessa del campione è ancora più cruciale per le misurazioni della trasmissione a dispersione. In tutti gli scenari, la misurazione produrrebbe un risultato fuorviante.

L'uso di deflettori di schermatura del rivelatore è un metodo tipico per prevenire questi artefatti. Tipicamente, questi sono costruiti da sezioni sostanziali di Spectralon o metallo che è stato rivestito nella stessa sostanza della parete della sfera integratrice. La luce che non ha subito almeno due riflessi dalla superficie della sfera viene bloccata dall'essere vista dal rivelatore utilizzando dei deflettori. La barriera viene così posizionata in modo da impedire ai cosiddetti riflessi “first strike” di entrare nel campo visivo del rivelatore.

I deflettori possono essere visti come estensioni di superficie sferiche. Sebbene in genere non sia significativo, il loro contributo all'area della sfera può essere considerato nell'equazione della radianza. I deflettori in genere forniscono una frazione molto piccola della superficie della sfera. Le misurazioni della trasmissione della dispersione sono particolarmente sensibili a un adeguato sconcerto sferico. Questo perché la luce diffusa dal campione può facilmente entrare nel rivelatore sia dalla riflessione iniziale della sfera interna che dal campione stesso attraverso un campo visivo considerevole del rivelatore.

L'accuratezza della misurazione di una sfera integratrice sarà significativamente influenzata dalla distribuzione della luce al suo interno. Le grandi sfere di integrazione produrranno misurazioni con maggiore precisione perché la luce nei sistemi di grandi dimensioni può essere "integrata" o dispersa equamente sulla superficie della sfera, sebbene le piccole sfere di integrazione abbiano un'efficienza energetica superiore rispetto alle loro controparti di 150 mm di diametro.

L'ampia superficie interna delle sfere da 150 mm e la bassa frazione di luce complessiva consentono alla luce di riflettere adeguatamente attorno alla sfera e produrre un flusso omogeneo. Tuttavia, per ridurre gli effetti di un'inadeguata integrazione della luce, l'uniformità del flusso della sfera deve essere spesso sacrificata quando si progettano piccoli accessori per sfere integrative.

Misurazione della potenza in fibra ottica
Ciò consente di stimare la potenza del raggio integrata nello spazio. È possibile raccogliere luce per la misurazione della lunghezza d'onda utilizzando la porta nord. Newport fornisce rivelatori di sfere integranti standard calibrati a unità singola. Di conseguenza, la configurazione divergente o la configurazione del fascio collimato sono spesso accettabili. Tuttavia, a causa dell'aumentato NA della fibra nel caso di fibra con lenti, si consiglia la disposizione del fascio divergente. Si consiglia di utilizzare la configurazione a fascio collimato quando si utilizza un collimatore a fibra.

Misurazione della trasmittanza
Raccogliendo la radiazione trasmessa da un campione tenuto nella porta a 0 gradi di una sfera integratrice a 4 porte, è possibile calcolare la trasmittanza. Dopo essere stato esposto alle radiazioni, il campione viene confrontato con una misurazione della sorgente diretta effettuata al di fuori della sfera.

Il rivelatore è protetto dalla trasmissione non integrata da un deflettore e il componente non diffuso può essere raccolto utilizzando una trappola luminosa installata sulla porta a 180 gradi. È anche possibile misurare la fluorescenza, la dispersione in massa, la dispersione in avanti e indietro e la dispersione integrata totale. La porta a 90 gradi è dove è montato il rilevatore.

Misurazione della riflettanza
Un campione viene tenuto nella porta a 0 gradi ed esposto a un raggio incidente attraverso la porta a 180 gradi per misurare la riflettanza. La sfera integra spazialmente l'intera radiazione riflessa, che viene poi rilevata da un rivelatore confuso. È possibile eliminare la componente speculare della radiazione riflessa utilizzando il portacampioni a incidenza normale, che fa rimbalzare il raggio speculare fuori dalla porta di ingresso.

È possibile stimare la riflettanza “speculare più diffusa” utilizzando un portacampioni con incidenza di 8°. È possibile determinare la riflettanza di un campione rispetto ad uno standard noto misurando entrambi e calcolandone il rapporto. Per evitare errori causati dalla riflettività del campione, lo standard e il campione dovrebbero avere una riflettanza simile. Per eliminare questa potenziale fonte di imprecisione di misurazione, utilizzare un sistema a doppio raggio. La porta a 90 gradi è dove è montato il rilevatore.

Sfera della sorgente luminosa uniforme
Aggiungendo l'illuminazione da una fonte esterna, una sfera per uso generale può essere impostata come fonte di luce uniforme di base. Per la configurazione sono necessari un illuminatore, un rilevatore e un misuratore di potenza o un radiometro. La quarta porta inutilizzata con un connettore per porte potrebbe interferire con l'omogeneità dell'uscita, quindi è preferibile una sfera a tre porte rispetto a una sfera a quattro porte.

Il rilevatore è posizionato sul polo nord e la sorgente luminosa è collegata alla porta a 90 gradi. L'uscita dell'illuminazione uniforme è l'enorme porta a 0 gradi. Un indicatore esatto dell'illuminazione della sfera è fornito dal rilevatore collegato al misuratore di potenza o al radiometro. Se il rivelatore non è saturo, l'uscita cambierà linearmente con la lettura della potenza.

FAQ
Che cos'è l'integrazione della sfera nello spettrofotometro?
Un accessorio dello spettrofotometro semplice ma spesso frainteso per misurare la radiazione ottica è la sfera di integrazione. Il lavoro di una sfera di integrazione negli studi sui campioni di trasmissione a dispersione e riflettanza diffusa è quello di integrare spazialmente il flusso radiante.

A cosa serve Spectralon?
In effetti, Spectralon viene impiegato ovunque sia necessaria un'illuminazione efficace e coerente, comprese sfere integrate, camere di pompaggio della cavità laser, standard e target di riflettanza, riflettori delle lampade, illuminazione del pannello posteriore del display e dispositivi di imaging digitale. È semplice trasformare Spectralon in riflettori personalizzati.

Quanto costa una sfera integratrice?
In generale, le sfere integrative possono essere acquistate a un prezzo iniziale di 6000 dollari USA. Inoltre, ti costerà circa $ 10,000 USD per ottenere una delle migliori sfere di integrazione.

Lisun Instruments Limited è stata trovata da LISUN GROUP in 2003. LISUN sistema di qualità è stato rigorosamente certificato da ISO9001:2015. Come Socio CIE, LISUN i prodotti sono progettati sulla base di CIE, IEC e altri standard internazionali o nazionali. Tutti i prodotti hanno superato il certificato CE e sono stati autenticati dal laboratorio di terze parti.

I nostri prodotti principali sono Goniofotometro, Sfera Integrativa, Spettroradiometro, Generatore di sovratensioni, Pistole simulatore ESD, Ricevitore EMI, Apparecchiatura di collaudo EMC, Tester di sicurezza elettrica, Camera ambientale, Camera Temperatura, Camera climatica, Camera Termale, Test di nebbia salina, Camera di prova della polvere, Test impermeabile, Prova RoHS (EDXRF), Test del filo incandescente ed Test della fiamma dell'ago.

Non esitate a contattarci se avete bisogno di supporto.
Dipartimento tecnico:  Service@Lisungroup.com , Cella / WhatsApp: +8615317907381
Dipartimento vendite:  Sales@Lisungroup.com , Cella / WhatsApp: +8618117273997

tag:LPCE-(LMS-9000)