Zkoumání role integrujících koulí ve spektrofotometrii

Úvod
Techniku ​​využívá řada vědních oborů spektrofotometrie, což je měření absorpce, prostupu a odrazu světla. S jeho pomocí lze získat znalosti o různých optických vlastnostech, včetně barvy, průhlednosti a odrazivosti, abychom jmenovali alespoň některé. Integrující sféry jsou nezbytné pro oblast spektrofotometrie kvůli jejich schopnosti poskytovat přesná a spolehlivá měření.

Tyto koule mají vnitřní povrch, který je extrémně reflexní, čímž se zbavuje stínů a nerovnoměrného osvětlení a omezuje chyby měření způsobené rozdíly ve vzorku a orientaci. V tomto článku je do velké hloubky rozebrán význam integračních koulí ve spektrofotometrii.

Pochopení integračních sfér
Integrační koule jsou duté kulové komory, které jsou potaženy vysoce reflexním materiálem, nejčastěji síranem barnatým nebo Spectralon®. To umožňuje koulím získat vysokou úroveň difúzní odrazivosti.

Světlo může být efektivně shromažďováno z mnoha směrů díky tomu, jak jsou konstruovány, a výsledné průměrné měření může správně reprezentovat optické vlastnosti vzorku. Na vnitřní straně koule jsou výřezy, které umožňují vzájemné propojení světelného zdroje, detektoru a vzorku.

LISUN poskytuje nejlepší integrující sféry.

Pracovní principy
Integrační koule má vnitřní povrch, který je vysoce odrazivý, a tento povrch způsobuje, že se přicházející světelný paprsek několikrát odráží. Přicházející světlo je zcela promícháno a rovnoměrně rozptýleno, což má za následek vytvoření pole izotropního záření uvnitř koule. Kvůli schopnosti koule prostorově zprůměrovat světlo jsou chyby způsobené heterogenitou vzorku nebo směrovou závislostí sníženy.

Výhody a výhody
Spektrofotometrie se podstatně napomáhá použití integračních koulí v procesu. Nejprve zlepšují přesnost měření snížením vlivu chyb způsobených faktory, jako jsou nerovné povrchy vzorků, neobvyklé tvary vzorků a různé velikosti vzorků. To se provádí dvěma způsoby.

Skutečnost, že koule má vlastnosti, které jí umožňují difúzně odrážet světlo, zajišťuje, že detekované světlo je skutečně reprezentativní pro celý vzorek. Za druhé, integrační koule jsou všestranné a mohou být použity pro širokou škálu typů vzorků a materiálů kvůli jejich přizpůsobivosti. Díky své přizpůsobivosti mohou být použity mimo jiné v kolorimetrii, měření odrazivosti a charakterizaci materiálů.

Kalibrace a standardy
Integrační kuličky potřebují důkladně zkontrolovat jejich kalibraci, aby bylo možné věřit, že spektrofotometrické výsledky jsou spolehlivé. Během procesu kalibrace se provádějí měření a výpočty ke stanovení celkové odrazivosti, prostorové rovnoměrnosti a korekcí nestejnoměrnosti.

Použití kalibrovaných difuzérů a certifikovaných referenčních materiálů jsou dva příklady druhů kalibračních standardů, které se používají k zajištění konzistentních výsledků.

Praktické úvahy
Při řešení integračních sfér je nezbytné mít na paměti řadu faktů a poznatků, které by se vám mohly hodit. Míra, do jaké jsou vnitřní a vnější povrchy koule konzistentně udržovány a čištěny, přímo souvisí se stupněm odrazu světla.

Škrábance a jiné formy znečištění mají potenciál shodit hodnoty; v důsledku toho je třeba vyvinout úsilí ke snížení pravděpodobnosti, že k tomu dojde. Pro vytvoření spolehlivých nálezů jsou nezbytné také znalosti týkající se geometrických parametrů koule, jako je umístění a velikost otvorů pro vzorky.

Pokročilé aplikace
Ve složitějších spektrofotometrických metodách, jako jsou metody používané některými ze současných přístupů, by se integrující koule mohly ukázat jako užitečné nástroje. Jedním příkladem potenciálního použití tohoto druhu aplikace je provedení absolutních měření odrazivosti a prostupu světelného zdroje.

Pro získání přesných hodnot je možné vyhodnotit odrazivost nebo propustnost vzorku ve vztahu ke standardu. Díky tomu je možné provádět přesné výpočty optických konstant, jako je index lomu a extinkční koeficient. To je ohromná pomoc, pokud jde o charakterizaci povlaků a tenkých filmů.

Měření rozptylu a zákalu je dalším příkladem aplikace, která je považována za špičkovou. Během procesu měření rozptylových vlastností materiálů lze pomocí integrujících koulí získat náhled na množství rozptylu světla, ke kterému dochází uvnitř vzorku.

To umožňuje určit, kolik světla je rozptýleno. Tyto informace lze výborně využít v optice, kde je nutné konstruovat účinné optické systémy snížením množství rozptýleného světla. Tyto informace by se daly dobře využít v optice.

Úvahy o různých typech vzorků
Při použití integračních koulí s různými druhy vzorků je třeba mít na paměti několik věcí, které je třeba vzít v úvahu. Při práci s prášky a granulemi vyžaduje zachování jednotné hustoty balení a minimalizace rozptylu světla pečlivé zacházení a přípravu materiálu vzorku.

Nicméně kyvety nebo kyvety, které byly vyvinuty výslovně pro použití s ​​kapalinami, jsou vyžadovány, aby se vyrobily vzorky s tloušťkou, která je konzistentní po celé desce a aby se minimalizovaly povrchové odrazy. Je možné, že pevné vzorky budou potřebovat specifické tvarovky nebo držáky, aby bylo dosaženo dobrého vyrovnání a pokrytí v rámci koule.

Výzvy a omezení
Využití integrující sféry může přinést řadu výhod; zaměstnávání však má také několik nevýhod. Integrační koule jsou funkční pouze ve velmi malém spektrálním rozsahu, což je jedna z výzev, které poskytují.

Struktura a povlak koule určují spektrální rozsah, přičemž určité povlaky jsou v určitých rozsazích vlnových délek účinnější než jiné. Spektrální rozsah je určen koulí. Integrační koule navíc ke zranění nedokážou zohlednit úhlové rozložení světla, které může být za určitých okolností důležité.

Budoucí vývoj
Výzkumníci pracující v oblasti technologie integrace sfér udělali významný pokrok v důsledku zlepšení přesnosti a flexibility. V současné době se pracuje na zvýšení spektrálních schopností koulí, aby mohly být použity v ultrafialové a infračervené oblasti elektromagnetického spektra.

Kromě toho se provádí výzkum s cílem vyvinout inovativní nátěrové materiály, které mají lepší odrazivost a sníženou absorpci. Novější návrhy koulí využívají prvky, jako jsou vnitřní přepážky a světelné pasti, aby se minimalizovalo množství nežádoucího světla a zvýšila se přesnost měření.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Integrační kuličky jsou nezbytnou součástí spektrofotometrického procesu, protože umožňují získat spolehlivé a přesné údaje o optických vlastnostech analyzovaného materiálu. Vzhledem ke své schopnosti generovat rovnoměrný rozptyl světla a omezovat počet chyb způsobených variabilitou vzorku a směrovými efekty hrají zásadní roli v celé řadě vědeckých oborů.

Vzhledem k tomu, že technologický pokrok pokračuje, může být možné provést další vylepšení rozsahu spektra, odrazových vlastností a konstrukčních součástí integrujících koulí. Když mají výzkumníci jasnou představu o myšlenkách, aplikacích a problémech spojených s integrací sféry spektrofotometriejsou lépe vybaveni k tomu, aby ze svých studií získali spolehlivá a relevantní data. Je to proto, že integrace sférické spektrofotometrie je složitá metoda.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:LPCE-2