Prezentace k úloze OPTICKÁ REFLEKTIVITA KŘEMÍKU v praktiku

Prezentace k úloze OPTICKÁ REFLEKTIVITA KŘEMÍKU v praktiku z fyziky pevných látek (F 6390) Prezentace je vytvořena především z firemních materiálů firmy Avantes. 1

Spektrometr Ava. Spec-2048 USB connector Použitý pro připojení k PC v naší konfiuraci Power LED data LED 12 VDC power RS 232 connector SMA connector Konektor pro připojení optického vlákna DB 15 connector 2 in, 12 out, GND 2

Funkce LED na předním panelu Status LED’s Power LED • • Green LED = off, power is not connected Green LED = on, power is on, micro controller ready, no errors Green LED = blinking, permanent error detected by micro controller Green LED = blinking with 2 x off time, single error detected by microcontroller Data LED • Yellow LED = on, when scan is transmitted to PC 3

Parametry používaného spektrometru Model Ava. Spec-2048 Mřížka Vláknový spektrometr, 75 mm Ava. Bench, CCD-pole s 2048 pixely, USB/RS-232 interfejs UA – 300 vrypů/mm Spektrální rozsah 170 – 1100 nm Popis UV 400 -coating, DCL-UV/VIS, Instalované doplňky Slit-100, OSC-200 -1100 4

Vnitřní uspořádání Ava. Spec-2048 (symmetrical Czerny Turner) Focussing mirror Collimating mirror Grating Slit, mode stripper linear CCD-array SMA connector 5

Připomenutí difrakční mřížky Diffractional Gratings: background Grating normal incident light + β 1 α β 0 Aluminum coated Ruled lines diffracted light β-1 2 nd order β-2 d Substrate BK 7 optical glass 6

Efficiency 300 lines / mm Grating • Wide range (UV/VIS/NIR, 200 -1100 nm) • ca. 1 nm resolution (naše mřížka je UA) 7

Vliv nastavení v položce menu: Setup / Smoothing and Spline Optical Resolution Intensity 50% Detector FWHM (nm) Non-weighted smoothing in software (1 + slit/14) pixels Pixel dispersion = range / # pixels (0, 25 nm for 600 lines) 8

Pixel dispersion 300 lines/mm grating (naše mřížka je UA) 9

Wavelength Calibration • Conversion from pixelnr to wavelength is done with polynom (2 nd, 3 rd or 4 th order) = a + b. x + c. x 2 + d. x 3 + e. x 4 with = wavelength x = pixelnr a = intercept b = 1 st coefficient c = 2 nd coefficient d = 3 rd coefficient e = 4 th coefficient • In house calibration, calibration sheet Firemní certifikát k našemu spektrometru 10

Detektor v Ava. Spec-2048 : lineární CCD-pole Z katalogu: Detector Sony 2048 (ILX 554) Typ lineární CCD-pole Počet prvků (pixelů) Type CCD linear array 2048, 14 µm pixel width/height 14 x 56 µm Sensitivity Detektor SONY 2048 # Pixels, pitch Základní údaje : 240 V/lx. s Sensitivity 5000 counts/µW (Ava. Spec-2048) 2048 Rozměr prvků (šířka × výška) 14 × 56 µm Použitelné pro vlnový rozsah 200 – 1100 nm Poměr signál/šum (Ava. Light-HAL, 8 µm fiber) in counts 1000 : 1 per ms integration time Peak wavelength Maximální citlivost pro 500 nm Signal/Noise 250 : 1 Dark noise Ca. 10 counts PNRU**(max. ) ± 5% Wavelength range 200*-1100 nm Frequency 2 MHz Katalogový list (datasheet) SONY 11

Spektrální citlivost 12

Konstrukce a funkce CCD pole Základní informace najdete na WWW stránkách • CCD’s in Astronomy • Tutorial firmy Olympus (za prohlédnutí určitě stojí i ostatní!) Cross-sectional view of a typical CCD cell (or pixel) (obrázek: Sony Semiconductor) 13

Světelný zdroj Ava. Light-DHc Přepíná zdroje: Deuterium – Deuterium+Halogen - Halogen Konektor pro připojení osvětlovacího vlákna Polohy: Vypnuté napájení – závěrka zavřena – závěrka otevřená Manuál 14

Základní charakteristiky zdroje Ava. Light-DHc Spectral output of Ava. Light-DHc Optical Power in 600 µm fiber Deuterium Lamp Halogen Lamp 25 µW 140 µW 15

Světelný zdroj Ava. Light-DH-S Vypínač 220 V Vypínač závěrky Vypínač deuteriové výbojky Vypínač halogenové žárovky Konektor pro připojení osvětlovacího vlákna Manuál 16

Základní charakteristiky zdroje Ava. Light-DH-S Spectral output of Ava. Light-DH-S Optical Power in Deuterium Lamp Halogen Lamp 200 µm fiber 2. 1 m. W 700 µW 600 µm fiber 8. 5 m. W 4. 6 m. W 17

Optická vlákna Numerická apertura Konstrukce vlákna 18

Přenosové vlastnosti vlákna Transmission UV/VIS Fibers 19 Podrobnější informace o vláknech

Uspořádání pro měření odrazivosti reflexní sondou 20

Sonda pro měření odrazivosti (reflexní sonda) Sonda (vlevo příčný řez) 6 osvětlovacích vláken připojených na světelný zdroj 1 čtecí (snímací) vlákno vedoucí do spektrometru Vlákna 200 µm 21

Integrační koule Konektor pro osvětlovací vlákno Námi používaná integrační koule je vlevo Průměr koule : 30 mm Průměr měřícího otvoru : 6 mm Konektor pro měřící vlákno Řez integrační koulí s měřeným vzorkem (poloha při měření) 22

Okno ovládacího programu Avasoft (ver. 6. 2. 1) 23