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03 Sep, 2022 117 Vues Auteur : Saïd, Hamza

Comment une sphère d'intégration tient-elle comme un spectrophotomètre

Intégration des bases de Sphere
La précision de mesure d'un sphère d'intégration sera sans aucun doute impacté par sa conception. La façon dont la lumière se réfracte à l'intérieur de la sphère est affectée par la réflectivité de la surface de la sphère ainsi que par la taille et l'emplacement des ports, des détecteurs et des déflecteurs. La capacité d'une sphère à intégrer la lumière peut être affectée par tous ces facteurs.

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Les grandes sphères d'un diamètre de 150 mm ont des propriétés d'intégration de la lumière plus élevées et leurs mesures sont moins susceptibles d'être affectées par les points chauds produits par l'échantillon. Les sphères plus petites ont une intégration de signal moins efficace, et la grande fraction de port qui est fréquemment présente dans les sphères plus petites peut provoquer de graves erreurs de mesure en raison de la perte de flux.

Lors de la création sphères intégratrices, il est crucial de s'assurer que le champ de vision du détecteur exclut toute zone de la surface de la sphère qui est immédiatement exposée au faisceau échantillon ou qui reçoit la réflexion initiale du faisceau échantillon. L'éclairage direct du détecteur par la lumière transmise de l'échantillon est encore plus crucial pour les mesures de transmission par diffusion. Dans tous les scénarios, la mesure donnerait un résultat trompeur.

 
LPCE-2 (LMS-9000) Spectroradiomètre de haute précision intégrant le système de sphère

Spectroradiomètre de haute précision intégrant un système de sphère

L'utilisation de déflecteurs de blindage de détecteur est une méthode typique pour empêcher ces artéfacts. En règle générale, ceux-ci sont construits à partir de sections substantielles de Spectralon ou de métal qui a été revêtu de la même substance que la paroi de la sphère d'intégration. La lumière qui n'a pas subi au moins deux réflexions à partir de la surface de la sphère est empêchée d'être vue par le détecteur à l'aide de déflecteurs. La barrière est ainsi placée pour empêcher les réflexions dites « first strike » d'entrer dans le champ de vision du détecteur.

Les déflecteurs peuvent être considérés comme des extensions de surface sphériques. Bien qu'elle ne soit généralement pas significative, leur contribution à la surface de la sphère peut être prise en compte dans l'équation de luminance. Les chicanes fournissent généralement une très petite fraction de la surface de la sphère. Les mesures de transmission par diffusion sont particulièrement sensibles à un déflecteur sphérique adéquat. En effet, la lumière dispersée de manière diffuse provenant de l'échantillon peut facilement pénétrer dans le détecteur à la fois à partir de la réflexion initiale de la sphère intérieure et de l'échantillon lui-même dans un champ de vision de détecteur important.

La précision de mesure d'une sphère d'intégration sera considérablement affectée par la distribution de la lumière à l'intérieur de celle-ci. Les grandes sphères d'intégration produiront des mesures avec plus de précision car la lumière dans les grands systèmes peut être «intégrée» ou dispersée de manière égale sur la surface de la sphère, bien que les petites sphères d'intégration aient une efficacité énergétique supérieure à leurs homologues de 150 mm de diamètre.

La large surface interne des sphères de 150 mm et la faible fraction de port globale permettent à la lumière de se refléter de manière adéquate autour de la sphère et de produire un flux homogène. Cependant, pour atténuer les effets d'une intégration de lumière inadéquate, l'uniformité du flux de sphère doit souvent être sacrifiée lors de la conception de petits accessoires de sphère d'intégration.

Mesure de la puissance de sortie de la fibre optique
Ceci permet d'estimer la puissance du faisceau spatialement intégrée. Il est possible de recueillir de la lumière pour la mesure de la longueur d'onde en utilisant le port nord. Newport fournit des détecteurs à sphère intégrée standard étalonnés à une seule unité. De ce fait, la configuration divergente ou la configuration du faisceau collimaté sont souvent acceptables. Cependant, en raison de l'augmentation de NA de la fibre dans le cas d'une fibre à lentille, la disposition de faisceau divergente est conseillée. Il est conseillé d'utiliser la configuration du faisceau collimaté lors de l'utilisation d'un collimateur à fibre.

Mesure de transmission
En collectant le rayonnement transmis à partir d'un échantillon maintenu dans l'orifice à 0 degré d'une sphère d'intégration à 4 orifices, la transmittance peut être calculée. Après avoir été exposé au rayonnement, l'échantillon est comparé à une mesure de source directe prise à l'extérieur de la sphère.

Le détecteur est protégé de la transmission non intégrée par un déflecteur, et la composante non diffusée peut être collectée à l'aide d'un piège à lumière installé sur le port à 180 degrés. Il est également possible de mesurer la fluorescence, la diffusion globale, la diffusion vers l'avant et vers l'arrière et la diffusion intégrée totale. Le port à 90 degrés est l'endroit où le détecteur est monté.

Mesure de réflectance
Un échantillon est maintenu dans le port à 0 degré et exposé à un faisceau incident à travers le port à 180 degrés pour mesurer la réflectance. La sphère intègre spatialement l'ensemble du rayonnement réfléchi, qui est ensuite détecté par un détecteur déflecteur. Il est possible de se débarrasser de la composante spéculaire du rayonnement réfléchi en utilisant le porte-échantillon à incidence normale, qui fait rebondir le faisceau spéculaire hors du port d'entrée.

Il est possible d'estimer la réflectance « spéculaire plus diffuse » à l'aide d'un porte-échantillon à incidence de 8°. Il est possible de déterminer la réflectance d'un échantillon par rapport à un étalon connu en mesurant les deux et en calculant leur rapport. Pour éviter les erreurs provoquées par la réflectivité de l'échantillon, l'étalon et l'échantillon doivent avoir une réflectance similaire. Pour se débarrasser de cette source potentielle d'imprécision de mesure, utilisez un système à double faisceau. Le port à 90 degrés est l'endroit où le détecteur est monté.

Sphère de source de lumière uniforme
En ajoutant un éclairage provenant d'une source extérieure, une sphère à usage général peut être configurée comme une source lumineuse uniforme de base. Un illuminateur, un détecteur et un wattmètre ou un radiomètre sont nécessaires pour la configuration. Le quatrième port inutilisé avec une prise de port pourrait interférer avec l'homogénéité de sortie, par conséquent, une sphère à trois ports est préférable à une sphère à quatre ports.

Le détecteur est positionné sur le pôle nord et la source lumineuse est fixée au port à 90 degrés. La sortie de l'éclairage uniforme est l'énorme port à 0 degré. Un indicateur exact de l'éclairement de la sphère est fourni par le détecteur fixé au wattmètre ou au radiomètre. Si le détecteur n'est pas saturé, la sortie changera linéairement avec la lecture de puissance.

FAQs
Qu'est-ce qu'une sphère d'intégration dans un spectrophotomètre ?
Un accessoire de spectrophotomètre simple mais souvent mal compris pour mesurer le rayonnement optique est la sphère d'intégration. Le travail d'une sphère d'intégration dans les études d'échantillons de transmission de diffusion et de réflectance diffuse consiste à intégrer spatialement le flux de rayonnement.

Quelle est l'utilité du Spectralon ?
En fait, Spectralon est utilisé partout où vous avez besoin d'un éclairage efficace et constant, y compris les sphères d'intégration, les chambres de pompage à cavité laser, les normes et cibles de réflectance, les réflecteurs de lampe, l'éclairage du panneau arrière d'affichage et les appareils d'imagerie numérique. Il est simple d'usiner Spectralon dans des réflecteurs personnalisés.

Combien coûte une sphère d'intégration ?
En général, les sphères d'intégration peuvent être achetées pour un prix de départ de 6000 dollars américains. De plus, il vous en coûtera environ 10,000 XNUMX USD pour obtenir l'une des meilleures sphères d'intégration.

Lisun Instruments Limited a été fondée par LISUN GROUP en 2003. Le système de qualité LISUN a été strictement certifié par ISO9001: 2015. En tant que membre de la CIE, les produits LISUN sont conçus sur la base de la CIE, de la CEI et d'autres normes internationales ou nationales. Tous les produits ont passé le certificat CE et authentifiés par le laboratoire tiers.

Nos principaux produits sont GoniophotomètreIntégration de SphèreSpectroradiomètreGénérateur de surtensionPistolets simulateurs ESDRécepteur EMIÉquipement de test CEMTesteur de sécurité électriqueChambre environnementaleChambre de températureChambre climatiqueChambre thermiqueTest de pulvérisation de selChambre d'essai de poussièreEssai imperméableTest RoHS (EDXRF)Test du fil incandescent et des tours Test de flamme d'aiguille.

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