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13 maio, 2022 863 Visualizações Autor: Saeed, Hamza

Como você pode usar a fonte de luz em uma esfera de integração para obter resultados de confiabilidade do produto

Esfera de integração

A esfera de Ulbricht também é conhecida como esfera de integração. Richard Ulbricht, um engenheiro alemão, inspirou a esfera Ulbricht. Para determinar a melhor estratégia de iluminação, ele fez medições fotométricas. Ocorreu durante a preparação dos sistemas elétricos e de iluminação de uma estação de trem. Ele estabeleceu que a quantidade de luz medida na parede da esfera oposta à fonte de luz é proporcional à quantidade de fluxo de luz total. Sua forma esférica inspirou seu nome. Os sistemas de iluminação esférica empregam esferas para medir fontes de luz, como lâmpadas e luminárias.

Esfera de integração

Sistema de esfera de integração de espectrorradiômetro de alta precisão LPCE-2(LMS-9000)

Normalmente, as amostras de dispersão de luz ou refratárias são examinadas usando um sistema de iluminação esférica, como lentes ópticas. O método de teste determina a transmissão de lentes que condensam a luz depois de passar por elas. Quando um detector convencional detecta luz, ele impacta a superfície sensível à luz do detector. Isso encerra a correção da linha de base (alinhamento de 100%). A luz vem da superfície sensível à luz do detector após irradiar a amostra. Como resultado, a medição precisa é inatingível.

Uma amostra distribuída não é contada. Todas as luzes de medição são direcionadas para a superfície sensível à luz do detector. Ao usar uma esfera de integração para medir uma amostra, a luz após a difusão dentro da esfera é medida durante a correção da linha de base e a medição da amostra.

Esfera de fonte de luz uniforme

Ao infundir a iluminação de uma fonte externa na esfera, uma esfera de uso geral pode ser projetada como uma fonte de luz uniforme rudimentar. Um iluminador, um detector e um medidor de potência ou radiômetro são necessários para a configuração. Como a quarta porta não utilizada com um plugue de porta pode interferir na uniformidade de saída, uma esfera de três portas é preferível a uma esfera de quatro portas. A fonte de luz é conectada à porta de 90 graus e o detector é conectado ao pólo norte. A saída de iluminação uniforme é fornecida através da enorme porta de 0 graus.

O detector acoplado ao medidor de potência ou radiômetro oferece um indicador exato da iluminação da esfera. Desde que o detector não esteja saturado, a saída variará linearmente com a leitura de potência.

Diâmetros da esfera

Esferas de menor diâmetro e menor custo devem ter portas de utilidade menores e rendimento extremamente alto. A taxa de transferência é aumentada até o ponto em que filtros ou cabos de fibra óptica são necessários para evitar a saturação do detector, devido à dependência da fonte de luz. A porcentagem de porta das esferas menores, por outro lado, é extremamente alta. Como resultado, os dados de medição fornecidos por uma pequena esfera integradora serão menos precisos do que os dados gerados pelo mesmo aplicativo utilizando uma esfera grande.

A esfera de integração maior tem menor rendimento do que as esferas menores e maior atenuação óptica, resultando em uma maior relação sinal-ruído. Essas esferas são mais flexíveis, mas também são mais caras para produzir.

Materiais Esfera

As esferas de integração GPS de baixo custo revestidas com sulfato de bário são feitas de dois hemisférios de alumínio. Uma tampa de flange anodizada com parafusos conecta os hemisférios. Embora a refletância hemisférica do sulfato de bário caia ligeiramente acima de 1850 nm, a faixa espectral útil é de 350 – 2400 nm. Este tipo de esfera é adequado para a maioria das aplicações de monitoramento de radiação visível e infravermelho próximo.

O revestimento de ouro difuso é um revestimento de ouro metálico difuso, revestido eletroquimicamente, com alta refletividade nas faixas de comprimento de onda do infravermelho próximo e infravermelho de 0.7 a 20m. As esferas de ouro são construídas da mesma forma que as esferas de sulfato de bário, com a exceção de que a superfície plana externa e as molduras das portas também são banhadas a ouro. As aplicações de laser infravermelho se beneficiam do uso de um GPS dourado. Ao contrário de um revestimento de sulfato de bário, que perde a refletividade em temperaturas elevadas, o ouro difuso é estável em temperaturas bem acima de 100 graus Celsius.

A refletância difusa do material PTFE é bastante alta abrangendo a região espectral de 250 – 2500 nm, com refletância superior a 99% entre 400 nm e 1500 nm. Embora a estabilidade de temperatura do PTFE seja apropriada para aplicações de laser, sua alta refletividade é mais adequada para aplicações de luz de baixo nível. Outra característica notável das esferas de PTFE é sua confiabilidade: o material não se deteriora com o tempo e pode ser limpo sem comprometer a integridade mecânica do material.

A espessura de 7 mm do material refletor ao longo da parede interna da esfera de um PTFE esfera de integração é facilmente visível através de uma porta de esfera. Um GPS de PTFE é composto de dois hemisférios usinados que se encaixam para formar uma esfera interna oca e são mantidos juntos por um invólucro externo de alumínio. Devido à usinagem e montagem necessárias, uma esfera de PTFE é mais cara do que um GPS de sulfato de bário. Como as paredes são grossas, as possibilidades de tamanho das esferas de PTFE também variam. A taxa de transferência óptica de um GPS PTFE é alta devido à sua alta refletividade e difusividade, portanto, cuidado extra deve ser tomado ao selecionar acessórios e acessórios de porta.

Tamanhos e locais das portas Sphere

Ao selecionar uma esfera para os aplicativos especificados, o tamanho da porta e a localização em uma esfera de integração são considerações críticas. Uma porta de esfera melhora a utilidade de uma esfera integradora enquanto diminui a uniformidade da dispersão de luz dentro da esfera. A fração portuária é a razão de toda a área portuária para a área da parede interna de um GPS. O parâmetro de fração de porta é uma medida da precisão da esfera. A esfera de integração com uma fração de porta baixa supera uma esfera com uma fração de porta grande.

Cada porta em uma esfera de integração serve a um propósito específico, e o uso incorreto de qualquer porta resultará em resultados de medição defeituosos. As posições das portas são indicadas pelos números 0°, 90°, 180° e o pólo norte. Todas as aberturas Sphere são usinadas na casca hemisférica externa em intervalos de 90 graus. As dimensões de cada porta são determinadas pelo tamanho e série do GPS. As funções de cada porta GPS são predeterminadas ao longo do processo de design da esfera. Algumas portas têm uma única função, enquanto outras têm várias funções. Tudo integrando esferas na série GPS pode ser utilizado para aplicações de medição de luz e fonte uniforme. O 4 portas integrando esferas pode medir a refletância difusa e a transmitância.

Medição de Saída de Energia de Fibra Óptica

An esfera de integração também é perfeito para avaliar a saída de fibra óptica. O primeiro ponto de reflexão no lado oposto da fonte não está fortemente concentrado. Isso acontece devido à usual divergência lenta das fibras ópticas. Como resultado, o arranjo de feixe colimado ou a configuração de feixe divergente é frequentemente suficiente. No entanto, devido ao aumento da NA da fibra, a estrutura do feixe divergente é sugerida no caso da fibra com lente. A disposição do feixe colimado é preferível ao empregar um colimador de fibra.

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