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03 Sep, 2022 32 Gesehen Autor: Saeed, Hamza

Wie hält sich eine Ulbricht-Kugel als Spektrophotometer?

Integration von Sphere-Grundlagen
Die Messgenauigkeit einer integrierende Kugel wird zweifellos durch sein Design beeinflusst. Wie das Licht innerhalb der Kugel gebrochen wird, wird durch das Reflexionsvermögen der Kugeloberfläche sowie die Größe und Platzierung von Öffnungen, Detektoren und Leitblechen beeinflusst. Die Fähigkeit einer Kugel, Licht zu integrieren, kann durch all diese Faktoren beeinflusst werden.

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Große Kugeln mit einem Durchmesser von 150 mm haben bessere Lichtintegrationseigenschaften und ihre Messungen werden weniger wahrscheinlich durch von der Probe erzeugte Hotspots beeinflusst. Kleinere Kugeln weisen eine weniger effektive Signalintegration auf, und der große Portanteil, der häufig in kleineren Kugeln vorhanden ist, kann schwerwiegende Messfehler aufgrund von Flussverlusten verursachen.

Beim Erstellen Kugeln integrieren, ist es entscheidend sicherzustellen, dass das Sichtfeld des Detektors jeden Bereich der Kugeloberfläche ausschließt, der unmittelbar dem Probenstrahl ausgesetzt ist oder der die anfängliche Reflexion des Probenstrahls empfängt. Noch entscheidender für Streutransmissionsmessungen ist die direkte Beleuchtung des Detektors mit Probendurchlicht. In allen Szenarien würde die Messung ein irreführendes Ergebnis liefern.

 
LPCE-2(LMS-9000)Hochpräzises Spektroradiometer-Integrationskugelsystem

Hochpräzises Spektroradiometer mit integriertem Kugelsystem

Die Verwendung von Detektorabschirmblechen ist eine typische Methode zur Vermeidung dieser Artefakte. Typischerweise bestehen diese aus beträchtlichen Abschnitten von Spectralon oder Metall, das mit der gleichen Substanz wie die Ulbrichtkugelwand beschichtet wurde. Licht, das nicht mindestens zwei Reflexionen von der Kugeloberfläche erfahren hat, wird unter Verwendung von Leitblechen daran gehindert, vom Detektor gesehen zu werden. Die Barriere wird somit so platziert, dass sie verhindert, dass die sogenannten „Erstschlag“-Reflexionen in das Sichtfeld des Detektors gelangen.

Leitbleche können als kugelförmige Oberflächenerweiterungen angesehen werden. Obwohl es normalerweise nicht signifikant ist, kann ihr Beitrag zur Fläche der Kugel in der Strahlungsgleichung berücksichtigt werden. Leitbleche stellen typischerweise einen sehr kleinen Bruchteil der Oberfläche der Kugel bereit. Messungen der Streutransmission sind besonders empfindlich gegenüber einer angemessenen sphärischen Schallwand. Dies liegt daran, dass diffus gestreutes Licht von der Probe sowohl von der anfänglichen inneren Kugelreflexion als auch von der Probe selbst über ein beträchtliches Sichtfeld des Detektors leicht in den Detektor eintreten kann.

Die Messgenauigkeit einer Ulbricht-Kugel wird erheblich von der Lichtverteilung in ihr beeinflusst. Große Ulbricht-Kugeln liefern Messungen mit größerer Genauigkeit, da das Licht in großen Systemen „integriert“ oder gleichmäßig über die Oberfläche der Kugel verteilt werden kann, obwohl kleine Ulbricht-Kugeln eine bessere Energieeffizienz aufweisen als ihre Gegenstücke mit 150 mm Durchmesser.

Die große innere Oberfläche der 150-mm-Kugeln und der geringe Gesamtöffnungsanteil sorgen dafür, dass das Licht angemessen um die Kugel herum reflektiert wird und einen homogenen Lichtstrom erzeugt. Um jedoch die Auswirkungen einer unzureichenden Lichtintegration zu verringern, muss die Gleichmäßigkeit des Kugelflusses häufig geopfert werden, wenn kleine Ulbricht-Kugel-Zubehörteile entworfen werden.

Messung der Glasfaserleistung
Dadurch ist es möglich, die räumlich integrierte Strahlleistung abzuschätzen. Über den Nordport kann Licht für die Wellenlängenmessung gesammelt werden. Newport bietet kalibrierte Standard-Ulbrichtkugel-Detektoren mit Einzeleinheit. Als Ergebnis sind die divergente Konfiguration oder die kollimierte Strahlkonfiguration häufig akzeptabel. Aufgrund der erhöhten NA der Faser im Fall einer Faser mit Linse wird jedoch die divergierende Strahlanordnung empfohlen. Es wird empfohlen, die kollimierte Strahlkonfiguration zu verwenden, wenn ein Faserkollimator verwendet wird.

Transmissionsmessung
Durch Sammeln der durchgelassenen Strahlung von einer Probe, die in der 0-Grad-Öffnung einer Integrationskugel mit 4 Öffnungen gehalten wird, kann die Durchlässigkeit berechnet werden. Nach der Bestrahlung wird die Probe mit einer direkten Quellenmessung außerhalb der Kugel verglichen.

Der Detektor ist durch eine Blende vor nicht integrierter Übertragung geschützt, und die nicht gestreuten Komponenten können mit einer Lichtfalle gesammelt werden, die an der 180-Grad-Öffnung installiert ist. Es ist auch möglich, Fluoreszenz, Massenstreuung, Vorwärts- und Rückwärtsstreuung und gesamte integrierte Streuung zu messen. An der 90-Grad-Öffnung wird der Detektor montiert.

Reflexionsmessung
Eine Probe wird in der 0-Grad-Öffnung gehalten und einem einfallenden Strahl durch die 180-Grad-Öffnung ausgesetzt, um das Reflexionsvermögen zu messen. Die Kugel integriert räumlich die gesamte reflektierte Strahlung, die dann von einem abgeschirmten Detektor detektiert wird. Es ist möglich, die spiegelnde Komponente der reflektierten Strahlung zu beseitigen, indem der Probenhalter mit senkrechtem Einfall verwendet wird, der den spiegelnden Strahl aus der Eingangsöffnung zurückwirft.

Es ist möglich, die „spiegelnde plus diffuse“ Reflexion unter Verwendung eines Probenhalters mit 8°-Einfall abzuschätzen. Es ist möglich, den Reflexionsgrad einer Probe in Bezug auf einen bekannten Standard zu bestimmen, indem beide gemessen und ihr Verhältnis berechnet werden. Um durch das Reflexionsvermögen der Probe verursachte Fehler zu vermeiden, sollten der Standard und die Probe ein ähnliches Reflexionsvermögen haben. Verwenden Sie ein Dual-Beam-System, um diese potenzielle Quelle von Messungenauigkeiten zu beseitigen. An der 90-Grad-Öffnung wird der Detektor montiert.

Einheitliche Lichtquellenkugel
Durch Hinzufügen von Beleuchtung von einer äußeren Quelle kann eine Allzweckkugel als grundlegende gleichmäßige Lichtquelle eingerichtet werden. Für die Einrichtung werden eine Beleuchtung, ein Detektor und ein Leistungsmesser oder Radiometer benötigt. Der ungenutzte vierte Anschluss mit einem Anschlussstecker könnte die Ausgangshomogenität stören, daher ist eine Kugel mit drei Anschlüssen einer Kugel mit vier Anschlüssen vorzuziehen.

Der Detektor ist am Nordpol positioniert, und die Lichtquelle ist an der 90-Grad-Öffnung angebracht. Der Ausgang der gleichmäßigen Beleuchtung ist der riesige 0-Grad-Port. Einen genauen Indikator für die Beleuchtung der Kugel liefert der Detektor, der am Leistungsmesser oder Radiometer angebracht ist. Wenn der Detektor nicht gesättigt ist, ändert sich die Ausgabe linear mit dem Leistungsmesswert.

FAQs
Was ist Ulbrichtkugel im Spektrophotometer?
Ein einfaches, aber häufig missverstandenes Spektralfotometer-Zubehör zur Messung optischer Strahlung ist die Ulbricht-Kugel. Die Aufgabe einer Ulbricht-Kugel bei Probenuntersuchungen mit Streutransmission und diffuser Reflexion besteht darin, den Strahlungsfluss räumlich zu integrieren.

Was ist die Verwendung von Spectralon?
Tatsächlich wird Spectralon überall dort eingesetzt, wo Sie eine effektive, konsistente Beleuchtung benötigen, einschließlich Integrationskugeln, Laserresonator-Pumpkammern, Reflexionsstandards und -targets, Lampenreflektoren, Display-Rückwandbeleuchtung und digitale Bildgebungsgeräte. Es ist einfach, Spectralon zu kundenspezifischen Reflektoren zu verarbeiten.

Wie viel kostet eine Ulbrichtkugel?
Üblicherweise sind Ulbricht-Kugeln ab einem Einstiegspreis von 6000 US-Dollar zu erwerben. Darüber hinaus kostet es Sie etwa 10,000 US-Dollar, um eine der besten Integrationskugeln zu erhalten.

Lisun Instruments Limited wurde 2003 von der LISUN GROUP gegründet. Das LISUN-Qualitätssystem wurde streng nach ISO9001: 2015 zertifiziert. Als CIE-Mitgliedschaft basieren LISUN-Produkte auf CIE, IEC und anderen internationalen oder nationalen Standards. Alle Produkte haben das CE-Zertifikat bestanden und wurden vom Drittlabor authentifiziert.

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