Электроника и оптика

Измерение коэффициента пропускания линз

Tакие устройства как мобильные телефоны, цифровые камеры и камеры слежения оснащены разнообразными объективами и линзами. Коэффициент пропускания линзы является одним из факторов, который определяет характеристики объектива. Однако, поскольку линза сама фокусирует свет, то представляет собой очень сложный образец для проведения измерений и получения достоверных результатов. Наличие у линзы фокальной плоскости приводит к тому, что свет, проходящий в спектрофотометре при измерении базовой линии, может отличаться от света, прошедшего через линзу во время измерения из-за рефракции. В таких случаях, для более точных измерений рекомендуется работать с интегрирующей сферой, которая позволяет собрать весь свет, проходящий через линзу. Помимо этого, использование интегрирующей сферы, работающей в режиме пропускания, в комплекте с устройством BIS-603, способствует уменьшению ошибок измерений. Кроме того, с помощью V-образной платформы, входящей в стандартную комплектацию многофункционального кюветного отделения MPC-603, можно проводить измерения коэффициента пропускания линз различной длины и размеров. Как результат, MPC-603 и BIS-603 являются идеальным сочетанием для анализа линз и объективов.

Измерение коэффициента пропускания образцов малых размеров

Текущая миниатюризация различных деталей, например, создание сенсоров, диктует необходимость анализа очень маленьких образцов. На рисунке представлены результаты измерения спектра пропускания окошка сенсорного датчика. При работе с очень маленькими образцами необходимо отрегулировать размер светового луча в соответствии с текущим размером образца. На базе спектрофотометра UV-3600i Plus в сочетании с многофункциональным кюветным отделением MPC-603, приставка для уменьшения апертуры луча (номер по каталогу 206-22051-41) и специализированным держателем для микрообразцов (номер по каталогу 206-28055-41) может быть сконфигурирована система, позволяющая анализировать микрообласти путем фокусировки луча до 2 мм в диаметре. MPC-603 – это опциональная приставка, позволяет измерять образцы различной формы (от маленьких до больших) и получать как спектры отражения, так и пропускания.

Измерение коэффициента пропускания листового стекла для солнечных панелей

Листовое стекло представляет собой образец стекла с шероховатой поверхностью. При работе с интегрирующей сферой небольшого диаметра будет наблюдаться высокое рассеяние света, что сказывается на качестве измеренного спектра. При проведении измерений с помощью интегрирующей сферы ISR-1503/1503F диаметром 150 мм и повороте образца на 0°, 45° и 90° градусов, полученные спектры были практически одинаковыми. На длинах волн переключения детекторов в спектре наблюдался низкий уровень шума.

Измерение коэффициента отражения зеркал

Для зеркал, которые используются в телескопах, лазерах и других устройствах, коэффициент отражения является чрезвычайно важным фактором, определяющим их характеристики. Полное отражение света от образца складывается из зеркального и диффузного света. При оценке характеристик зеркал важным параметром является вклад зеркального отражения. Кроме того, измерить коэффициент отражения можно либо относительно стандартного (фонового) материала или как абсолютное значение. Измерение абсолютного значения зеркального отражения проводят с использованием специализированных приставок ASR. На рисунке представлены результаты измерения зеркала. Приставка абсолютного зеркального отражения легко устанавливается в многофункциональное кюветное отделение MPC-603.

Оценка многослойных диэлектрических пленок

Многослойные диэлектрические пленки применяются для покрытия линз, зеркал, фильтров и других оптических элементов, используемых в камерах, биноклях и других устройствах. На рисунках ниже показаны результаты измерения полосового фильтра многослойной диэлектрической пленки при изменении угла падающего света. Используя UV-3600i Plus в сочетании с дополнительным многофункциональным кюветным отделением MPC-603 и приставкой с переменным углом падения света, можно измерять коэффициент пропускания и абсолютную отражающую способность. Полученные результаты подтверждают, что многослойность структуры обуславливает поглощение и отражение света при разных длинах волн. Конструкционная особенность спектрофотометров UV-3600i Plus/UV-3600 Plus позволяют получать спектры с высоким соотношением сигнал/шум, что позволяет удовлетворять всем требования заказчика.

Определение ширины запрещенной зоны

Исследование солнечных элементов и фотокаталитических материалов зачастую включает в себя измерение ширины запрещенной зоны, которая является одной из основных физических характеристик материалов. Ниже приведены спектры диффузного отражения трех полупроводниковых материалов, используемых при производстве солнечных батарей, полученные с помощью интегрирующей сферы ISR-603. Края поглощения, где длина волны отражения уменьшается, различаются в зависимости от типа образца. Эти различия указывают на разницу ширины запрещенной зоны* образцов. Значения ширины запрещенной зоны образцов рассчитаны с помощью метода Тауца и были определены как 1,63 эВ для GuGaSe₂ (красная линия), 1,27 эВ для Culn_0.5Ga_0.5Se₂ (синяя линия) и 0,99 эВ для CuInSe₂ (черная линия).

* Ширина запрещенной зоны представляет собой разность энергий между верхней валентной зоной, заполненной электронами, и дном зоны проводимости, лишенного электронов. Диапазон длин волн спектрофотометров UV-3600 Plus/UV-3600i Plus является чрезвычайно эффективным для расчета ширины запрещенной зоны.

Примечание: образцы любезно предоставлены лабораторией WADA, факультет науки и технологии университета Ryukoku

Производство строительных материалов

Измерение коэффициента пропускания (пропускание солнечного света) оконного стекла</p

В последние годы использование различных видов стекла в строительстве обусловлено текущими мерами по защите здоровья  человека ни негативного воздействия окружающей среды. Новые виды стекла позволяют снизить коэффициент пропускания инфракрасного излучения, а также обладают теплоизоляционными свойствами. В соответствии с JIS (JIS — японский промышленный стандарт) коэффициент пропускания солнечного света определяется как индекс, характеризующий пропускание в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного света. На рисунке ниже представлены спектры для прозрачного и солнцезащитного стекла, а также результаты расчета коэффициента пропускания/отражения солнечного света. Полученные результаты показывает, что коэффициент пропускания солнечного света варьируется в зависимости от типа стекла. Данный вид анализа требует необходимости работы в спектральном диапазоне от 250 до 2100 нм и наличие интегрирующей сферы. Комбинация спектрофотометров UV-3600i Plus/ UV-3600 Plus и интегрирующей сферы ISR-603 идеально подходит для оценки коэффициента пропускания солнечного света.

Автомобилестроение

Система оценки датчика столкновения LiDAR

LiDAR — это технология, необходимая для беспилотного вождения автомобилей. Система позволяет оценивать расстояние до удаленного объекта путем получения и обработки данных при измерении отраженного от объекта света. Ниже приведены результаты измерения датчика предотвращения столкновений, полученные под разным углом падения света. Учитывая, что коэффициент пропускания меняется при изменении угла падения света, результаты показывают, что оптимальная длина волны лазера для датчика составляет порядка 960 нм. При этой длине волны отсутствует уменьшение коэффициента пропускания материала покрытия.

Химическая промышленность

Измерение мутности пластмасс

Полимерные материалы получили широкое распространение в настоящее время. Возник спрос на прозрачные пластмассы для изготовления различных изделий, например линз. Показатель мутности (Haze) является одним из способов оценки коэффициента пропускания пластмасс. Значение мутности рассчитывается как отношение общего коэффициента пропускания к коэффициенту отражения. В интегрирующей сфере ISR-1503 диаметром 150 мм образцы можно располагать горизонтально. Ниже представлены результаты расчета показателя мутности пластины из пластмассы. Предварительно измерены спектры пропускания и диффузного отражения. Значение мутности составило 32,9.

А также:

• Многофункциональное кюветное отделение MPC-603
• Приставка с переменным углом падения света для MPC-603
• Программа Excel Macro для расчета величины ширины запрещенной зоны
• Расчет показателей цветности
• ПО для расчета фактора защиты от УФ излучения (UPF)

ПО для расчета фактора защиты от УФ излучения (UPF)

Это программное обеспечение рассчитывает отношение коэффициента пропускания и коэффициента отражения солнечного излучения по измеренным спектрам.

• Основными элементами расчета являются коэффициент пропускания/коэффициент отражения видимого света, общий коэффициент пропускания света/коэффициент отражения, коэффициент отражения в ближнем ИК-диапазоне, коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения, коэффициент повреждения CIE и коэффициент повреждения кожи
• Возможен расчет показателей в соответствии с JIS, ISO и GB/T
• В зависимости от расчетов можно установить параметры осветителя и угла наблюдения

Расчет показателей цветности

Явление интерференции волн иногда возникает при прохождении света через прозрачную пленку. С помощью интерференционной картины можно определить толщину пленок. На рисунке линия черного цвета соответствует поливинилиденхлоридной пленке, линия красного цвета — поликарбонатной пленке, а синяя — полипропиленовой пленке. Значения 9,9 мкм, 49,3 мкм и 59,5 мкм были рассчитаны по сигналам интерференции с использованием дополнительного ПО для измерения толщины пленок.

Примечание: для выполнения расчета необходимо ввести показатель преломления образца.

Расчет толщины пленки

Это программное обеспечение рассчитывает толщину пленки по измеренному спектру с использованием метода интерференционных интервалов. (Ввод показателя преломления образца необходим для расчета толщины пленки.)

Метод интерференции рассчитывает толщину пленки по расстоянию между пиками интерференционных волн (Baray). Возможна установка параметров обнаружения пика (Baray), а также угол падения и диапазон длин волн для расчета толщины пленки.

Фармацевтика

Измерение безводного кофеина в лекарстве от простуды

Безводный кофеин входит в состав лекарств от простуды. На рисунке ниже представлены результаты измерения безводного кофеина с использованием держателя для порошкообразных проб, что позволяет легко анализировать пробы объемом до 0,16 мл. 

Комбинация спектрофотометров UV-3600i Plus/UV-3600 Plus, интегрирующей сферы ISR-603 и держателя для порошкообразных проб идеально подходит для измерения спектров диффузного отражения порошков.

Пищевая промышленность

Количественное определение содержания жира в продуктах питания</strong

В последнее время широкое распространение получили продукты, например, молочные, в состав которых входят модифицированные жиры. Обычно для определения содержания жира в молоке используется метод Гербера и метод Розе-Готлиба, но анализ молока этими методами занимает много вемени. В качестве альтернативы, измерение проводили с использованием комбинации метода спектрального отражения и многомерного анализа. На рисунке ниже показан спектр отражения образца молока, который был измерен с помощью спектрофотометра UV-3600i Plus и интегрирующей сферы ISR-603.

Текстиль

Измерение коэффициента диффузного отражения различных тканей

Спектры диффузного отражения различных тканей были измерены в видимой области с использованием интегрирующей сферы ISR-603. Линия синего цвета относится к образцу ткани синего цвета, линия красного цвета — к красной ткани. Синяя ткань в основном отражает коротковолновый синий свет, в то время как красная ткань в основном отражает длинноволновый красный свет. Комбинация спектрофотометров UV-3600i Plus/UV-3600 Plus и интегрирующей сферы ISR-603 идеально подходит для измерения цвета. Кроме того, дополнительное программное обеспечение для измерения цветности позволяет рассчитывать и отображать цветовые характеристики в различных моделях цветового пространства.

Расчет цветовых характеристик

Программное обеспечение, которое вычисляет значение цветовых характеристик на основе измеренного спектра. Есть возможность отображения графика координат цветности xy в колориметрической системе XYZ или графика индекса яркости/цветовых координат в системе CIELAB.

• ПО включает основные показатели для колориметрической системы XYZ, колориметрических систем CIELAB, CIELUV, Манселла (Munsell), индекс метамеризма, желтизну, белизну и разницу интенсивностей цвета
• Возможен расчет показателей цвета в соответствии с JIS и ASTM*
• Для различных расчетов можно установить параметры осветителя и угла наблюдения.

Расчет фактора защиты от УФ излучения (UPF)

Программное обеспечение для расчета фактора защиты от УФ излучения (UPF) на основе измеренного спектра

• Возможен расчет показателей UPF, UVA, UVB, соотношения фильтров (UVA, UVB). Вы можете рассчитать показатели в соответствии с JIS, DIN, BS, AATCC, AS / NZAA, GB / T. *         

* Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения подробной информации о соответствующем стандарте

Модели ASX-280 и ASX-560

Shimadzu предлагает автоматизировать рутинные спектрофотометрические измерения, используя обновленные автосамплеры серии ASX.

Элементы управления автосамплерами полностью интегрированы в программное обеспечение LabSolutions UV-Vis. Поскольку данные собираются и обрабатываются в программном обеспечении LabSolutions UV-Vis, с помощью дополнительного ПО можно обеспечить полную целостность данных и ведение контрольного журнала. Можно устанавливать индивидуальные параметры для каждого конкретного образца — параметры можно установить для каждой позиции флакона по желанию. После установки программного обеспечения достаточно простого USB-соединения между ПК и автосамплером.

                                  ASX-280                                                                                                                                     ASX-560 

Характеристики автосамплеров ASX

•  ASX-280: 120 виал (объем виал 15 мл), 2 стандартных планшета по 60 позиций в каждом
•  ASX-560: 240 виал (объем виал 15 мл), 4 стандартных планшета по 60 позиций в каждом
•  Производитель: Teledyne CETAC
•  Совместимость с линейкой спектрофотометров: UV-1800, UV-1900i, UV-2600i/2700i, UV-3600i Plus и SolidSpec-3700i
•  Интерфейс соединения: USB
•  Управление:
  - Посредством ПК, простой интерфейс
  - Управляется программным обеспечением LabSolutions UV-Vis
  - Индивидуальные параметры можно задать для каждого образца
  - Опциональное программное обеспечение для полного соответствия требованиям FDA 21 CFR Часть 11

Файлы