Главная / Библиотека / Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Введение

За последние несколько лет LightMachinery представила новую серию спектрометров с кросс-дисперсионной схемой. Устройства охватывают спектральный диапазон от 270 нм до 1675 нм, отдельные модели обладают рекордным разрешением 0.5 пм.

1Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 1. Компактный спектрометр HN-9332 (справа) имеет разрешение около 30 пм, слева - спектрометр HF-8993-0.5 с разрешением 0.5 пм

Согласно кросс-дисперсионной схеме, падающий свет рассеивается в двух направлениях до захвата 2D-сенсором более 10000 спектральных полос в одну экспозицию. Когда спектрометр освещается белым светом, поперечно-рассеянный спектр, захваченный датчиком, представит собой серию вертикальных полос, как показано на рисунке 2.

2Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 2. Слева: картина, видимая на дисплее спектрометра, когда дифракционная решетка освещается широкополосным («белым») светом, вертикальные полосы разнесены в горизонтальном направлении, на диаграмме красные полосы означают более длинные волны, синие - короткие волны; снимок экрана с датчика показан справа (оказана часть матрицы датчика)

Особенно интересным для изучения источником белого света является солнце. Прямой солнечный свет имеет не только высокую интенсивность, но и тысячи абсорбционных линий Фраунгофера по всему спектру. Солнце считается лучшим источником для калибровки спектрометра и оценки его характеристик.

Свойства солнца как источника света

Многие источники дают очень точные и полные солнечные спектры. На рисунке 3 показана видимая часть солнечного спектра, показаны сильные линии Фраунгофера и вид спектральной области около линии 590 нм.

3Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 3. Верхний спектр показывает сильные линии Фраунгофера, наложенные на спектр белого света

Обратите внимание на две близко расположенные линии поглощения в желтой части спектра. Это натриевые D-линии, являющиеся результатом поглощения желтого света натрием во внешней атмосфере Солнца.

В следующем разделе будет описано, как измеряется спектр с помощью спектрометров LightMachinery

Измерение спектров солнечного света

После того, как солнечный свет попадает в спектрометр, спектральные полосы захватываются датчиком камеры, как показано на рисунке 4. Полосы похожи на показанные на рисунке 2, при этом темные области соответствуют линиям солнечного поглощения. В этих областях с узкой длиной волны интенсивность света от Солнца снижается за счет поглощения во внешних слоях солнечной атмосферы (линии Фраунгофера) или за счет поглощения в земной атмосфере (теллурические линии, вызываемые кислородом и парами воды). Каждая полоса отделена от другой одной областью дисперсии.

4Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 4. Сравнение солнечного спектра из справочных данных с изображением на датчике, изображение на датчике содержит серо-белые полосы с областями более высокой интенсивности (солнечный спектр был масштабирован в направлении X, диапазон длин волн записанного спектра составляет от 524 нм до 528.5 нм и охватывает 90 полос

Поскольку область свободной дисперсии очень точно определяется производственным процессом, сравнительно просто сравнить солнечный спектр из литературы с необработанным изображением на детекторе. Если свободная спектральная область известна (например, по углу решетки), точная калибровка не требуется. Пример показан на рисунке 5. Изображение было перевернуто на 180 градусов в горизонтальном направлении, чтобы соответствовать отображению длин волн из справочника.

Тщательное изучение изображения с датчика на рис. 4 позволяет сделать вывод, что некоторые функции поглощения отображаются сверху и снизу изображения. Все спектрометры LightMachinery поставляются с программным обеспечением SpectraLoK, которое предназначено для «сшивания» последовательных полос и отображения результирующего спектра – этот процесс называют «развертыванием спектра». На рисунке 5 показан развернутый спектр солнечного света для области около 518 нм, что напрямую отображается программным обеспечением SpectraLoK.

5Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 5. Спектр солнечного света, зарегистрированный спектрометром HN-9332 в области около 518 нм, показывающий триплетное поглощение магния во внешних слоях Солнца (в дополнение к указанным линиям Mg и Fe в этой области солнечного спектра есть также некоторые линии поглощения Ni)

Помимо прямого отображения спектров, программное обеспечение SpectraLoK позволяет экспортировать данные для дальнейшего анализа и сравнения с эталонными спектрами. На рисунке 6 показаны графики с использованием данных, загруженных SpectraLoK (красный), и эталонного спектра (синий).

6Измерение спектров солнечного света LightMachinery

Рисунок 6. Сравнение солнечного спектра, зарегистрированного с помощью спектрометра LightMachinery HF-8989-2e (красный) и эталонного спектра (синий) из справочника (отображаемая область имеет ширину ~ 1 нм, с центром около 628 нм)

Выводы

Солнечный свет – это интенсивный и доступный всем источник света, который используется при калибровке. Эта статья демонстрирует результаты измерений, которые можно проводить с использованием солнечного света в качестве источника освещения. Качество измерений, высокое разрешение и широкий спектральный охват – все это стало возможным со спектрометрами LightMachinery.

LightMachinery занимается производством лазеров, оптических компонентов и оборудования для обработки материалов. Покупателями продукции LightMachinery являются заказчики, занимающиеся телекоммуникациями, полупроводниками, мощными лазерами, научными исследованиями, неразрушающим контролем, биофотоникой, электроникой, фармацевтическим производством и обработкой материалов. В компании трудоустроены только высококлассные специалисты, имеющие опыт работы более 20 лет в области оптического проектирования, производства лазеров, метрологии.

©LightMachinery

 

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции LightMachinery на территории РФ

Теги спектроскопия солнечный спектр линии Фраунгофера lightmachinery
Новые статьи
Измерение спектров флуоресценции Avantes

Флуоресцентная спектроскопия (т.н. флуорометрия или спектрофлуориметрия), представляет собой тип электромагнитной спектроскопии, при которой анализируется флуоресценция образца.

Применение дифракционных оптических элементов в преобразовании распределения интенсивности лазерного пучка

В статье изложены принципы работы и примеры использования современной дифракционной оптики: гомогенизаторов, светоделителей, формирователей профиля интенсивности.

Бриллюэновская спектроскопия

Высокая контрастность и подавление волн накачки в спектрометре LightMachinery HF-8999-532 позволили наблюдать отчетливый спектр Бриллюэна.

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2