हाई प्रिसिजन स्पेक्ट्रोमाडोमीटर और इंटीग्रेटिंग स्फीयर सिस्टम कैसे काम करता है

एकीकृत क्षेत्र ऑप्टिकल विकिरण को मापने के लिए एक सीधा लेकिन अक्सर गलत समझा जाने वाला स्पेक्ट्रोफोटोमीटर एक्सेसरी है। स्कैटर ट्रांसमिशन और डिफ्यूज रिफ्लेक्शन सैंपल स्टडीज में इसका काम रेडिएंट फ्लक्स को स्थानिक रूप से एकीकृत करना है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि कैसे एकीकृत क्षेत्र कार्य। यह एक निश्चित अनुप्रयोग के लिए गोलाकार डिजाइन को अनुकूलित करने से पहले किया जाता है। यह समझने के लिए कि प्रकाश गोले के चारों ओर कैसे घूमता है, पहले विसरित परावर्तक सतहों पर चर्चा की जानी चाहिए।

इससे किसी की आंतरिक सतह की चमक की व्युत्पत्ति और चर्चा होती है एकीकृत क्षेत्र. एक सेटअप एक से बना होता है एकीकृत क्षेत्र और एक स्पेक्ट्रोमाडोमीटर। इस प्रणाली का उपयोग अलग-अलग एल ई डी और एलईडी प्रकाश उपकरणों से प्रकाश को मापने के लिए किया जाता है। इसके फोटोमेट्रिक, वर्णमिति और विद्युत गुणों की जांच करके, गुणवत्ता के लिए एलईडी की जांच की जानी चाहिए। इस लेख में दोनों उपकरणों की उनके अनुप्रयोगों के साथ जांच की जाएगी।

क्षेत्र को एकीकृत करने की मूल बातें
एक की माप सटीकता एकीकृत क्षेत्र निस्संदेह इसके डिजाइन से प्रभावित होगा। गोले के अंदर प्रकाश कैसे अपवर्तित होता है, यह गोले की सतह की परावर्तनशीलता से प्रभावित होता है। यह बंदरगाहों, डिटेक्टरों और बफल्स के आकार और स्थान से भी प्रभावित होता है। इन कारकों में से प्रत्येक से प्रकाश को एकीकृत करने के लिए एक क्षेत्र की क्षमता प्रभावित हो सकती है। बड़े 150 मिमी व्यास के गोले बेहतर प्रकाश एकीकरण गुण प्रदान करते हैं।

उनके माप भी नमूना-जनित हॉट स्पॉट से प्रभावित होने की संभावना कम हैं। छोटे क्षेत्रों में कम प्रभावी सिग्नल एकीकरण होता है। बड़े पोर्ट अंश जो अक्सर छोटे क्षेत्रों में मौजूद होते हैं, फ्लक्स हानि के कारण गंभीर माप त्रुटियों का कारण बन सकते हैं। उपयोगकर्ता के आवेदन के लिए उपयुक्त एक एकीकृत क्षेत्र अनुलग्नक का चयन करते समय, इन सभी मानदंडों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

एक एकीकृत गोले का उपयोग करके क्या मापा जा सकता है?
क्षेत्रों को एकीकृत करना अत्यधिक विचलन वाले बीम वाले स्रोतों से शक्ति का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इनमें एलईडी, विक सीआईएल और अन्य लेजर डायोड और फाइबर ऑप्टिक्स शामिल हैं। समानांतर लेजर बीम की भी पहचान की जा सकती है। यह इस तथ्य का उपयोग करके किया जाता है कि एकीकृत क्षेत्र केवल बीम की एक छोटी मात्रा प्राप्त करता है, बीम को प्रभावी ढंग से क्षीण करता है। उनका उपयोग सामग्री के प्रकाश-फैलाने वाले गुणों को मापने के लिए भी किया जाता है, जैसे कि उनका संप्रेषण या परावर्तन।

इसके अलावा, हम एक बीम को पकड़ने और मापने के लिए एक एकत्रित उपकरण के बजाय विपरीत दिशा में गोले का उपयोग कर सकते हैं। दीपक के प्रकाश उत्पादन को विकिरण वाले क्षेत्रों का उपयोग करके भी मापा जा सकता है। एक एकीकृत क्षेत्र ऑप्टिकल माप के बहुमत के लिए प्रयोग किया जाता है। हम प्रकाश की समग्र शक्ति को सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं। इसके अलावा, जिस तरह से नमूने प्रकाश को प्रतिबिंबित और अवशोषित करते हैं, उसे आसानी से समझा जा सकता है।

सीसीडी डिटेक्टर क्या है?
एक बहुत ही संवेदनशील फोटॉन डिटेक्टर को सीसीडी या चार्ज कपल्ड डिवाइस कहा जाता है। यह कई छोटे, प्रकाश-संवेदनशील वर्गों में विभाजित है जिन्हें पिक्सेल कहा जाता है। इनका उपयोग रुचि के क्षेत्र की एक छवि को एक साथ करने के लिए किया जा सकता है।

एक सीसीडी सिलिकॉन पर निर्मित यूवी, दृश्यमान और निकट-अवरक्त प्रकाश के लिए एक बहु-चैनल सरणी डिटेक्टर है। ये स्पेक्ट्रोस्कोपी में कार्यरत हैं क्योंकि वे प्रकाश के प्रति कितने संवेदनशील हैं। इस वजह से ये डिटेक्टर रमन सिग्नल का विश्लेषण कर सकते हैं। स्वभाव से यह संकेत फीका है। इसके अतिरिक्त, यह मल्टी-चैनल ऑपरेशन को सक्षम बनाता है, जिससे एक ही कैप्चर में पूरे स्पेक्ट्रम का पता लगाया जा सकता है।

डिजिटल कैमरों में सेंसर होने के अलावा सीसीडी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सर्वोत्तम संभव संवेदनशीलता, एकरूपता और शोर विशेषताओं के लिए, वैज्ञानिक स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उपयोग किए जाने वाले संस्करण बहुत उच्च गुणवत्ता वाले हैं। सीसीडी डिटेक्टर आमतौर पर दो-आयामी क्षेत्र सरणियाँ हैं। वे हजारों या लाखों व्यक्तिगत डिटेक्टर तत्वों, या एक-आयामी रैखिक डिटेक्टरों से बने होते हैं।

इन घटकों को पिक्सेल कहा जाता है। प्रकाश और प्रत्येक तत्व आवेश बनाने के लिए परस्पर क्रिया करते हैं। अधिक चार्ज का पता तब चलता है जब रोशनी तेज होती है या जब मुठभेड़ अधिक समय तक चलती है। माप के समापन पर तत्वों से चार्ज हटा दिया जाता है। यह रीडआउट इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा किया जाता है। फिर प्रत्येक चार्ज रीडिंग की गणना की जाती है।

एक मानक रमन स्पेक्ट्रोमीटर में विवर्तन झंझरी का उपयोग करके रमन बिखरा हुआ प्रकाश फैलाया जाता है। सीसीडी सरणी की लंबी धुरी इस विसरित प्रकाश के संपर्क में है। पहले घटक द्वारा स्पेक्ट्रम के निचले सेमी-1 किनारे से प्रकाश का पता लगाया जाएगा। अगली वर्णक्रमीय स्थिति का प्रकाश दूसरे तत्व द्वारा पता लगाया जाएगा, और इसी तरह। अंतिम घटक को प्रकाश मिलेगा जो स्पेक्ट्रम के उच्च सेमी-1 किनारे से आ रहा है।

उच्च ग्रेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उपयोग किए जाने के लिए सीसीडी को कुछ हद तक ठंडा किया जाना चाहिए। यह आमतौर पर तरल नाइट्रोजन क्रायोजेनिक कूलिंग या पेल्टियर कूलिंग का उपयोग करके पूरा किया जाता है, जो -90oC जितना कम तापमान पर काम कर सकता है। हालांकि तरल नाइट्रोजन कूल्ड डिटेक्टरों के पास अभी भी कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए फायदे हैं, अधिकांश रमन सिस्टम पेल्टियर कूल्ड डिटेक्टरों को नियोजित करते हैं।

यूवी सीसीडी स्पेक्ट्रोमाडोमीटर बनाम ब्रॉडबैंड सीसीडी स्पेक्ट्रोमीटर
मानक सीसीडी डिटेक्टरों की स्पेक्ट्रम प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट सीमा 200 एनएम से 1100 एनएम है। सीसीडी डिटेक्टर की इस व्यापक स्पेक्ट्रम प्रतिक्रिया रेंज को अक्सर स्पेक्ट्रोमाडोमीटर की प्रतिक्रिया रेंज के रूप में जाना जाता है। हालांकि, यह फैलाव झंझरी के वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया समारोह की अवहेलना करता है, जो आगे यूवी स्पेक्ट्रम में डिटेक्टर की प्रतिक्रिया को कम करता है। दीर्घ-तरंग आवारा प्रकाश के कारण, यह यूवी मापन संकेत में बड़ी अशुद्धि का कारण बनता है।

ब्रॉडबैंड स्पेक्ट्रोमीटर का वर्णक्रमीय संकल्प अक्सर संकीर्ण यूवी एलईडी जैसी चीजों का सटीक माप प्रदान करने के लिए अपर्याप्त होता है। विशेष रूप से यूवी विकिरण के लिए बनाए गए सीसीडी स्पेक्ट्रोमाडोमीटर की वर्णक्रमीय सीमा सीमित है, और ये उपकरण अत्यधिक उच्च वर्णक्रमीय संकल्प के संयोजन के साथ बहुत उच्च झंझरी दक्षता को सक्षम करते हैं। ऑप्टिकल फिल्टर का उपयोग करके आवारा प्रकाश में बड़ी कमी भी हासिल की जा सकती है।

उच्च परिशुद्धता स्पेक्ट्रोमाडोमीटर क्षेत्र को एकीकृत प्रणाली
एकल एलईडी और एलईडी प्रकाश व्यवस्था उत्पादों के लिए प्रकाश माप इसके साथ किया जाता है LPCE-2 स्फीयर स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर को एकीकृत करना एलईडी परीक्षण प्रणाली. एलईडी की फोटोमेट्रिक, कलरिमेट्रिक और इलेक्ट्रिकल गुणों की जांच करके गुणवत्ता की जांच की जानी चाहिए। एसएसएल सामानों का परीक्षण करने के लिए एक एकीकृत क्षेत्र के साथ एक सरणी स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है CIE 177, CIE84, CIE-13.3, IES LM-79-19, ऑप्टिकल-इंजीनियरिंग-49-3-033602, आयोग प्रत्यायोजित विनियमन (ईयू) 2019/2015, IESNA LM-63-2, आईईएस-LM-80, तथा ANSI-C78.377.

धारक आधार और या तो एक के साथ एक ढाला एकीकृत क्षेत्र LMS-9000C उच्च परिशुद्धता सीसीडी स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर या ए LMS-9500C वैज्ञानिक ग्रेड सीसीडी स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर का उपयोग किया जाता है LPCE-2 प्रणाली। पारंपरिक एकीकृत क्षेत्र की तुलना में, यह क्षेत्र अधिक गोल है और अधिक सटीक परीक्षण परिणाम देता है।

रचना
के घटक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर एकीकृत क्षेत्र सिस्टम में एक तेज़ स्कैन स्पेक्ट्रोमाडोमीटर, कनेक्टर्स के साथ ऑप्टिकल फाइबर, एक सामान्य प्रकाश स्रोत, एकीकृत गोले, एक डिजिटल पावर मीटर और एक विशिष्ट उपकरण कैबिनेट शामिल हैं।

लक्षण
प्रणाली वर्णक्रमीय बिजली वितरण, वर्णिकता निर्देशांक, सहसंबद्ध रंग तापमान, रंग प्रतिपादन सूचकांक, रंग अंतर, शिखर तरंग दैर्ध्य, वर्णक्रमीय आधी चौड़ाई, प्रमुख तरंग लंबाई, रंग शुद्धता, चमकदार प्रवाह की गणना कर सकती है। एलईडी विशेषताओं की फोटोमेट्री, वर्णमिति और बिजली के लिए परीक्षण।

अक्सर पूछे गए प्रश्न
गोलाकार प्रणाली को एकीकृत करने वाले उच्च परिशुद्धता स्पेक्ट्रोमाडोमीटर के कुछ विनिर्देश क्या हैं?
उनके पास स्पेक्ट्रम क्षमताएं हैं। 0.1 एनएम की तरंग दैर्ध्य पुनरावृत्ति और 0.3 एनएम की सटीकता। एकीकरण के लिए आवश्यक समय 0.110,000ms है। यह एकीकृत क्षेत्र के आंतरिक और बाहरी दोनों तापमानों को मापने में सक्षम है। फ्लक्स परीक्षण के तरीकों में फोटोमेट्रिक, फोटोमेट्रिक रिवीजन और स्पेक्ट्रल शामिल हैं। सहायक लैंप कार्यक्षमता प्रणाली का हिस्सा है, और स्व-अवशोषण कार्यक्षमता कार्यक्रम का हिस्सा है। यह एकीकृत क्षेत्र के आंतरिक और बाहरी दोनों तापमानों को मापने में सक्षम है। एलईडी ऑप्टिकल रखरखाव परीक्षण रिपोर्ट और दोनों LM-79 फोटोमेट्रिक, कलरिमेट्रिक और इलेक्ट्रिसिटी रिपोर्ट पीडीएफ या एक्सेल में निर्यात की जा सकती है।

इलेक्ट्रॉन गुणन चार्ज-युग्मित उपकरण (EMCCD) क्या है?
एक इमेज सेंसर एक इलेक्ट्रॉन गुणा चार्ज युग्मित डिवाइस (EMCCD) है। चिप में शामिल एक विशेष इलेक्ट्रॉन गुणन संरचना के उपयोग के साथ, यह एक छवि गहनता के उपयोग के बिना एकल फोटॉन घटनाओं का पता लगा सकता है। EMCCD कैमरों को एक बुनियादी शारीरिक सीमा को पार करने और उत्कृष्ट संवेदनशीलता और त्वरित प्रदर्शन देने के लिए बनाया गया है। पारंपरिक सीसीडी कैमरों ने उच्च संवेदनशीलता और कम रीडआउट शोर के ट्रेडऑफ़ पर तेजी से रीडिंग प्रदान की। इन कैमरों को अक्सर "धीमा स्कैन" कैमरे कहा जाता था। EMCCD ने सिग्नल एम्प्लीफिकेशन द्वारा इस पर काबू पाया।

नतीजतन, रीडआउट शोर प्रभावी रूप से संवेदनशीलता को प्रभावित नहीं करता है और प्रभावी रूप से बाईपास हो जाता है। सीसीडी चिप पर एक विशिष्ट विस्तारित सीरियल रजिस्टर को जोड़ने से ईएमसीसीडी तकनीक अद्वितीय हो जाती है। सिलिकॉन में प्रभाव आयनीकरण प्रक्रिया के माध्यम से, यह गुणन लाभ उत्पन्न करता है। इमेजिंग इंस्ट्रूमेंट तक पहुंचने वाला सिग्नल इतना कमजोर हो सकता है कि फोटॉन विरल होने पर बैकग्राउंड शोर के साथ मिल जाए। रीडआउट प्रक्रिया के अंतर्निहित इलेक्ट्रॉनिक शोर को ईएमसीसीडी तकनीक के माध्यम से कम करने का इरादा है। जब लो लाइट इमेजिंग की बात आती है, तो EMCCD कैमरे उत्कृष्ट होते हैं।

ये डिटेक्टर लाइव इमेजिंग के लिए आदर्श हैं क्योंकि वे अपने सीसीडी समकक्षों की तुलना में तेज दरों पर फ्रेम प्राप्त कर सकते हैं। EMCCD कैमरे सबसे गहरे दृश्यों को देखने के लिए उच्चतम स्तर की संवेदनशीलता भी प्रदान कर सकते हैं। यह वाइड-फील्ड रीयल-टाइम फोटॉन-काउंटिंग इमेजिंग सिस्टम में बदलकर किया जाता है।

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