स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर

एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर एक प्रकाश मीटर उपकरण है जो प्रकाश स्रोत से उत्सर्जित प्रकाश के तरंग दैर्ध्य और आयाम दोनों को मापने में सक्षम है। स्पेक्ट्रोमीटर डिटेक्टर सरणी पर प्रकाश हिट की स्थिति के आधार पर तरंग दैर्ध्य में भेदभाव करते हैं जिससे पूर्ण स्पेक्ट्रम को एक अधिग्रहण के साथ प्राप्त किया जा सकता है। अधिकांश स्पेक्ट्रोमीटर में गणनाओं का एक आधार माप होता है जो अन-कैलिब्रेटेड रीडिंग है और इस प्रकार प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए डिटेक्टर की संवेदनशीलता से प्रभावित होता है। एक अंशांकन लागू करके, स्पेक्ट्रोमीटर वर्णक्रमीय विकिरण, वर्णक्रमीय चमक और/या वर्णक्रमीय प्रवाह के माप प्रदान करने में सक्षम होता है। इस डेटा का उपयोग तब अंतर्निहित या पीसी सॉफ़्टवेयर और कई एल्गोरिदम के साथ रीडिंग या इरैडियंस (डब्ल्यू / सेमी 2), इल्यूमिनेंस (लक्स या एफसी), रेडियंस (डब्ल्यू / एसआर), ल्यूमिनेंस (सीडी), फ्लक्स (लुमेन या वाट्स) प्रदान करने के लिए किया जाता है। ), क्रोमैटिकिटी, कलर टेम्परेचर, पीक और डोमिनेंट वेवलेंथ। कुछ और जटिल स्पेक्ट्रोमीटर सॉफ्टवेयर पैकेज भी PAR μmol/m की गणना की अनुमति देते हैं²/s, मेटामेरिज़्म, और कैंडेला गणनाएँ दूरी पर आधारित होती हैं और इसमें 2- और 20-डिग्री ऑब्जर्वर, बेसलाइन ओवरले तुलना, ट्रांसमिशन और परावर्तन जैसी विशेषताएं शामिल होती हैं।

स्पेक्ट्रोमीटर कई तरंग दैर्ध्य रेंज को कवर करने वाले कई पैकेजों और आकारों में उपलब्ध हैं। एक स्पेक्ट्रोमीटर की प्रभावी तरंग दैर्ध्य (वर्णक्रमीय) रेंज न केवल झंझरी फैलाव क्षमता से निर्धारित होती है बल्कि डिटेक्टरों की संवेदनशीलता सीमा पर भी निर्भर करती है। सेमीकंडक्टर के बैंड गैप द्वारा सीमित सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टर 200-1100 एनएम पर प्रतिक्रिया करता है जबकि InGaAs आधारित डिटेक्टर 900-1700 एनएम (या कूलिंग के साथ 2500 एनएम तक) के प्रति संवेदनशील होता है।

लैब/अनुसंधान स्पेक्ट्रोमीटर अक्सर यूवी से एनआईआर तक एक व्यापक वर्णक्रमीय रेंज को कवर करते हैं और एक पीसी की आवश्यकता होती है। IR स्पेक्ट्रोमीटर भी हैं जिन्हें शीतलन प्रणाली को चलाने के लिए उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है। कई स्पेक्ट्रोमीटर को एक विशिष्ट रेंज यानी यूवी, या विज़ के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और अधिक सटीक माप, बेहतर रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देने और ब्रॉडबैंड सिस्टम में पाई जाने वाली कुछ अधिक सामान्य त्रुटियों जैसे कि आवारा प्रकाश और संवेदनशीलता की कमी को दूर करने के लिए दूसरी प्रणाली के साथ जोड़ा जा सकता है।

पोर्टेबल डिवाइस यूवी से एनआईआर को कवर करने वाली कई वर्णक्रमीय श्रेणियों के लिए भी उपलब्ध हैं और कई अलग-अलग पैकेज शैलियों और आकारों की पेशकश करते हैं। इंटीग्रेटेड डिस्प्ले वाले हैंड हेल्ड सिस्टम में आमतौर पर बिल्ट इन ऑप्टिक्स और प्री-प्रोग्राम्ड सॉफ्टवेयर के साथ एक ऑनबोर्ड कंप्यूटर होता है। मिनी स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग हाथ से या प्रयोगशाला में भी किया जा सकता है क्योंकि वे एक पीसी द्वारा संचालित और नियंत्रित होते हैं और एक यूएसबी केबल की आवश्यकता होती है। इनपुट ऑप्टिक्स को शामिल किया जा सकता है या आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक लाइट गाइड द्वारा जोड़ा जाता है। एक चौथाई से छोटे माइक्रो स्पेक्ट्रोमीटर भी हैं जिन्हें एक सिस्टम में एकीकृत किया जा सकता है, या अकेले इस्तेमाल किया जा सकता है।

पृष्ठभूमि

स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्री का क्षेत्र संकीर्ण तरंग दैर्ध्य अंतराल में पूर्ण रेडियोमेट्रिक मात्रा के मापन से संबंधित है। संकीर्ण बैंडविड्थ और तरंग दैर्ध्य वृद्धि के साथ स्पेक्ट्रम का नमूना लेना उपयोगी होता है क्योंकि कई स्रोतों में लाइन संरचनाएं होती हैं अक्सर स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्री में, वर्णक्रमीय विकिरण वांछित माप होता है। व्यवहार में, औसत वर्णक्रमीय विकिरण को मापा जाता है, गणितीय रूप से सन्निकटन के रूप में दिखाया गया है:

$E(\lambda )={\frac {\Delta \Phi }{\Delta A\Delta \lambda }}$

कहाँ $E$ वर्णक्रमीय विकिरण है, $\Phi$ एक तरंग दैर्ध्य अंतराल के भीतर स्रोत (एसआई इकाई: वाट, डब्ल्यू) का उज्ज्वल प्रवाह है $\Delta \lambda$ (एसआई इकाई: मीटर, एम), सतह क्षेत्र पर घटना, $A$ (एसआई इकाई: वर्ग मीटर, मी²). वर्णक्रमीय विकिरण के लिए SI इकाई W/m है^{3</उप>। हालाँकि यह अक्सर नैनोमीटर में सेंटीमीटर और तरंग दैर्ध्य के संदर्भ में क्षेत्र को मापने के लिए अधिक उपयोगी होता है, इस प्रकार वर्णक्रमीय विकिरण की SI इकाइयों के उप-गुणकों का उपयोग किया जाएगा, उदाहरण के लिए μW/cm2</सुप>*एनएम}

स्पेक्ट्रल विकिरण सामान्य रूप से सतह पर बिंदु से बिंदु तक भिन्न होगा। व्यवहार में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कैसे दीप्तिमान प्रवाह दिशा के साथ बदलता है, सतह पर प्रत्येक बिंदु पर स्रोत द्वारा अंतरित ठोस कोण का आकार, और सतह का अभिविन्यास। इन विचारों को देखते हुए, इन निर्भरताओं को ध्यान में रखते हुए समीकरण के अधिक कठोर रूप का उपयोग करना अक्सर अधिक विवेकपूर्ण होता है ध्यान दें कि वर्णक्रमीय उपसर्ग को वर्णक्रमीय सांद्रता के वाक्यांश के संक्षिप्त रूप के रूप में समझा जाना है, जिसे CIE द्वारा समझा और परिभाषित किया गया है, जो किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के दोनों ओर एक अपरिमेय सीमा पर ली गई रेडियोमेट्रिक मात्रा के भागफल के रूप में है।

स्पेक्ट्रल बिजली वितरण

Main article: spectral power distribution

किसी स्रोत का स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (एसपीडी) वर्णन करता है कि एक विशेष तरंग दैर्ध्य और क्षेत्र में कितना प्रवाह सेंसर तक पहुंचता है। यह प्रभावी ढंग से मापी जा रही रेडियोमेट्रिक मात्रा में प्रति-तरंग दैर्ध्य योगदान को व्यक्त करता है। किसी स्रोत के एसपीडी को आमतौर पर एसपीडी वक्र के रूप में दिखाया जाता है। एसपीडी वक्र प्रकाश स्रोत की रंग विशेषताओं का एक दृश्य प्रतिनिधित्व प्रदान करते हैं, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम में विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर स्रोत द्वारा उत्सर्जित उज्ज्वल प्रवाह दिखाते हैं। यह एक मीट्रिक भी है जिसके द्वारा हम रंगों को प्रस्तुत करने के लिए एक प्रकाश स्रोत की क्षमता का मूल्यांकन कर सकते हैं, अर्थात, किसी दिए गए प्रदीपक के तहत एक निश्चित रंग प्रोत्साहन ठीक से प्रस्तुत किया जा सकता है या नहीं।

गरमागरम प्रकाश बल्ब (बाएं) और एक फ्लोरोसेंट लैंप (दाएं) के लिए विशेषता वर्णक्रमीय बिजली वितरण (एसपीडी)। क्षैतिज अक्ष नैनोमीटर में हैं और ऊर्ध्वाधर अक्ष मनमाना इकाइयों में सापेक्ष तीव्रता दिखाते हैं।

त्रुटि के स्रोत

किसी दिए गए स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्रिक सिस्टम की गुणवत्ता उसके इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टिकल घटकों, सॉफ्टवेयर, बिजली की आपूर्ति और अंशांकन का एक कार्य है। आदर्श प्रयोगशाला स्थितियों के तहत और उच्च प्रशिक्षित विशेषज्ञों के साथ माप में छोटी (कुछ दसवें से कुछ प्रतिशत) त्रुटियां प्राप्त करना संभव है। हालाँकि, कई व्यावहारिक स्थितियों में, 10 प्रतिशत के क्रम में त्रुटियों की संभावना होती है भौतिक माप लेते समय कई प्रकार की त्रुटियाँ होती हैं। माप की सटीकता के सीमित कारकों के रूप में उल्लेखित तीन बुनियादी प्रकार की त्रुटि यादृच्छिक, व्यवस्थित और आवधिक त्रुटियां हैं

• यादृच्छिक त्रुटियाँ उस माध्य के बारे में विविधताएँ हैं। स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्रिक माप के मामले में, इसे डिटेक्टर, आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स, या प्रकाश स्रोत से शोर के रूप में सोचा जा सकता है। इस प्रकार की त्रुटियों को लंबे समय तक एकीकरण समय या एकाधिक स्कैन द्वारा मुकाबला किया जा सकता है।
• व्यवस्थित त्रुटियां अनुमानित सही मान के लिए ऑफ़सेट हैं। व्यवस्थित त्रुटियां आम तौर पर इन मापों के मानवीय घटक, स्वयं उपकरण या प्रयोग की स्थापना के कारण होती हैं। अंशांकन त्रुटियां, आवारा प्रकाश और गलत सेटिंग्स जैसी चीजें, सभी संभावित मुद्दे हैं।
• आवर्ती आवधिक या छद्म आवधिक घटनाओं से आवधिक त्रुटियां उत्पन्न होती हैं। तापमान, आर्द्रता, वायु-गति, या एसी हस्तक्षेप में बदलाव सभी को आवधिक त्रुटि के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

त्रुटि के इन सामान्य स्रोतों के अलावा, स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्री में त्रुटि के कुछ अधिक विशिष्ट कारणों में शामिल हैं:

• माप की बहुआयामीता। आउटपुट सिग्नल कई कारकों पर निर्भर है, जिसमें मापा प्रवाह की परिमाण, इसकी दिशा, इसका ध्रुवीकरण और इसकी तरंग दैर्ध्य वितरण शामिल है।
• मापने के उपकरणों की अशुद्धि, साथ ही उक्त उपकरणों को कैलिब्रेट करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मानक, संपूर्ण माप प्रक्रिया के दौरान एक बड़ी त्रुटि बनाने के लिए कैस्केड किए गए, और
• बहुआयामी और उपकरण अस्थिरता त्रुटि को कम करने के लिए मालिकाना तकनीक।

गामा-वैज्ञानिक, प्रकाश माप उपकरणों के एक कैलिफोर्निया स्थित निर्माता, सिस्टम अंशांकन, सॉफ्टवेयर और बिजली की आपूर्ति, प्रकाशिकी, या माप इंजन के कारण, उनके स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर की सटीकता और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले सात कारकों को सूचीबद्ध करता है।

परिभाषाएँ

Main article: Stray light

आवारा प्रकाश

आवारा प्रकाश अवांछित तरंग दैर्ध्य विकिरण है जो गलत डिटेक्टर तत्व तक पहुंचता है। यह गलत इलेक्ट्रॉनिक गणना उत्पन्न करता है जो पिक्सेल या डिटेक्टर सरणी के तत्व के लिए डिज़ाइन किए गए स्पेक्ट्रल सिग्नल से संबंधित नहीं है। यह प्रकाश के बिखरने और अपूर्ण ऑप्टिकल तत्वों के प्रतिबिंब के साथ-साथ उच्च क्रम विवर्तन प्रभाव से आ सकता है। डिटेक्टर से पहले क्रम छँटाई फिल्टर स्थापित करके, दूसरे क्रम के प्रभाव को हटाया जा सकता है या कम से कम नाटकीय रूप से कम किया जा सकता है।

ए सी डिटेक्टर दृश्यमान और एनआईआर के प्रति संवेदनशीलता लगभग यूवी रेंज की तुलना में परिमाण का एक बड़ा क्रम है। इसका मतलब यह है कि यूवी वर्णक्रमीय स्थिति में पिक्सेल अपने स्वयं के डिज़ाइन किए गए वर्णक्रमीय संकेत की तुलना में दृश्य और एनआईआर में आवारा प्रकाश का अधिक दृढ़ता से जवाब देते हैं। इसलिए, दृश्यमान और एनआईआर पिक्सेल की तुलना में यूवी क्षेत्र में आवारा प्रकाश प्रभाव बहुत अधिक महत्वपूर्ण हैं। यह स्थिति तरंगदैर्घ्य जितनी कम होती जाती है, उतनी ही खराब होती जाती है।

जब यूवी संकेतों के छोटे अंश के साथ ब्रॉड बैंड लाइट को मापते हैं, तो कभी-कभी यूवी रेंज में आवारा प्रकाश प्रभाव प्रभावी हो सकता है क्योंकि डिटेक्टर पिक्सेल पहले से ही स्रोत से पर्याप्त यूवी सिग्नल प्राप्त करने के लिए संघर्ष कर रहे हैं। इस कारण से, क्यूटीएच मानक लैंप का उपयोग करने वाले अंशांकन में 350 एनएम से नीचे बड़ी त्रुटियां (100% से अधिक) हो सकती हैं और इस क्षेत्र में अधिक सटीक अंशांकन के लिए ड्यूटेरियम मानक लैंप की आवश्यकता होती है। वास्तव में, यूवी क्षेत्र में पूर्ण प्रकाश मापन में सही अंशांकन के साथ भी बड़ी त्रुटियां हो सकती हैं, जब इन पिक्सेल में अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक गणना आवारा प्रकाश (वास्तविक यूवी प्रकाश के बजाय लंबी तरंग दैर्ध्य हमले) का परिणाम होती है।

अंशांकन त्रुटियां

ऐसी कई कंपनियाँ हैं जो स्पेक्ट्रोमीटरों के लिए अंशांकन की पेशकश करती हैं, लेकिन सभी समान नहीं हैं। अंशांकन करने के लिए एक पता लगाने योग्य, प्रमाणित प्रयोगशाला खोजना महत्वपूर्ण है। अंशांकन प्रमाणपत्र में उपयोग किए गए प्रकाश स्रोत (उदा: हलोजन, ड्यूटेरियम, क्सीनन, एलईडी) और प्रत्येक बैंड (UVC, UVB, VIS..) के लिए अंशांकन की अनिश्चितता, nm में प्रत्येक तरंग दैर्ध्य, या पूर्ण स्पेक्ट्रम के लिए होना चाहिए। मापा। इसे अंशांकन अनिश्चितता के लिए विश्वास स्तर को भी सूचीबद्ध करना चाहिए।

गलत सेटिंग्स

एक कैमरे की तरह, अधिकांश स्पेक्ट्रोमीटर उपयोगकर्ता को एक्सपोजर समय और एकत्र किए जाने वाले नमूनों की मात्रा का चयन करने की अनुमति देते हैं। एकीकरण समय और स्कैन की संख्या निर्धारित करना एक महत्वपूर्ण कदम है। एकीकरण का बहुत लंबा समय संतृप्ति का कारण बन सकता है। (कैमरा फोटो में यह एक बड़े सफेद धब्बे के रूप में दिखाई दे सकता है, जबकि स्पेक्ट्रोमीटर में यह डुबकी के रूप में दिखाई दे सकता है, या चोटी को काट सकता है) बहुत कम एकीकरण समय शोर के परिणाम उत्पन्न कर सकता है (कैमरा फोटो में यह एक अंधेरा होगा या धुंधला क्षेत्र, जहां एक स्पेक्ट्रोमीटर के रूप में यह नुकीला या अस्थिर रीडिंग दिखाई दे सकता है)।

एक्सपोजर समय वह समय है जब माप के दौरान प्रकाश संवेदक पर पड़ता है। इस पैरामीटर को समायोजित करने से उपकरण की समग्र संवेदनशीलता बदल जाती है, जैसा कि कैमरे के लिए एक्सपोजर समय बदलने से होता है। न्यूनतम एकीकरण समय न्यूनतम .5 मिसे और अधिकतम 10 मिनट प्रति स्कैन के साथ अलग-अलग होता है। प्रकाश की तीव्रता के आधार पर एक व्यावहारिक सेटिंग 3 से 999 एमएस की सीमा में है।

एकीकरण समय को एक सिग्नल के लिए समायोजित किया जाना चाहिए जो अधिकतम संख्या से अधिक नहीं है (16-बिट सीसीडी में 65,536, 14-बिट सीसीडी में 16,384 है)। संतृप्ति तब होती है जब एकीकरण का समय बहुत अधिक होता है। विशिष्ट रूप से, अधिकतम का लगभग 85% का शिखर संकेत एक अच्छा लक्ष्य है और एक अच्छा S/N अनुपात प्राप्त करता है। (उदा: 60K काउंट या 16K काउंट क्रमशः)

स्कैन की संख्या इंगित करती है कि कितने मापों का औसत निकाला जाएगा। अन्य चीजें समान होने पर, एकत्रित स्पेक्ट्रा का सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) औसतन स्कैन की संख्या एन के वर्गमूल से बेहतर होता है। उदाहरण के लिए, यदि 16 स्पेक्ट्रल स्कैन औसत हैं, तो एसएनआर एक स्कैन के मुकाबले 4 के कारक से बेहतर हो जाता है।

एस/एन अनुपात इनपुट प्रकाश स्तर पर मापा जाता है जो स्पेक्ट्रोमीटर के पूर्ण पैमाने तक पहुंचता है। यह इस प्रकाश स्तर पर RMS (रूट मीन स्क्वायर) शोर के लिए सिग्नल काउंट Cs (आमतौर पर पूर्ण पैमाने पर) का अनुपात है। इस शोर में डार्क नॉइज़ एनडी, शॉट नॉइज़ एनएस शामिल हैं जो इनपुट लाइट द्वारा उत्पन्न काउंट्स से संबंधित हैं और शोर को पढ़ते हैं। प्रकाश मापन के लिए स्पेक्ट्रोमीटर से प्राप्त होने वाला यह सबसे अच्छा एस/एन अनुपात है।

यह कैसे काम करता है

एक स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्रिक प्रणाली के आवश्यक घटक इस प्रकार हैं:

• इनपुट ऑप्टिक्स जो स्रोत से विद्युत चुम्बकीय विकिरण को इकट्ठा करते हैं (डिफ्यूज़र, लेंस, फाइबर ऑप्टिक लाइट गाइड)
• एक प्रवेश भट्ठा, यह निर्धारित करता है कि स्पेक्ट्रोमीटर में कितना प्रकाश प्रवेश करेगा। अधिक रिज़ॉल्यूशन वाला एक छोटा स्लिट, लेकिन कम समग्र संवेदनशीलता
• द्वितीय क्रम के प्रभावों को कम करने के लिए क्रम छँटाई फिल्टर
• कोलिमेटर प्रकाश को झंझरी या प्रिज्म की ओर निर्देशित करता है
• प्रकाश के फैलाव के लिए एक झंझरी या प्रिज्म
• प्रकाश को डिटेक्टर पर संरेखित करने के लिए फ़ोकसिंग ऑप्टिक्स
• एक डिटेक्टर, सीएमओएस सेंसर या सीसीडी सरणी
• डेटा को परिभाषित करने और इसे स्टोर करने के लिए एक नियंत्रण और लॉगिंग सिस्टम।

इनपुट ऑप्टिक्स

स्पेक्ट्रोमाडोमीटर के फ्रंट-एंड ऑप्टिक्स में लेंस, डिफ्यूज़र और फ़िल्टर शामिल होते हैं जो प्रकाश को संशोधित करते हैं क्योंकि यह पहली बार सिस्टम में प्रवेश करता है। रेडियंस के लिए एक संकीर्ण दृश्य क्षेत्र के साथ एक ऑप्टिक की आवश्यकता होती है। कुल प्रवाह के लिए एक एकीकृत क्षेत्र की आवश्यकता होती है। विकिरण कोसाइन सुधार प्रकाशिकी के लिए आवश्यक हैं। इन तत्वों के लिए प्रयुक्त सामग्री यह निर्धारित करती है कि किस प्रकार का प्रकाश मापा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यूवी माप लेने के लिए, सटीक यूवी माप सुनिश्चित करने के लिए अक्सर ग्लास लेंस, ऑप्टिकल फाइबर, टेफ्लॉन डिफ्यूज़र, और बेरियम सल्फेट लेपित एकीकृत क्षेत्रों के बजाय क्वार्ट्ज का उपयोग किया जाता है।

मोनोक्रोमेटर

Main article: monochromator

ज़ेर्नी-टर्नर मोनोक्रोमेटर का आरेख।

किसी स्रोत का वर्णक्रमीय विश्लेषण करने के लिए, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की आवश्यकता होगी ताकि प्रदीपक की एक स्पेक्ट्रम प्रतिक्रिया तैयार की जा सके। एक मोनोक्रोमेटर का उपयोग स्रोत से तरंग दैर्ध्य का नमूना लेने के लिए किया जाता है और अनिवार्य रूप से एक मोनोक्रोमैटिक सिग्नल उत्पन्न करता है। यह अनिवार्य रूप से एक चर फिल्टर है, जो मापा प्रकाश के पूर्ण स्पेक्ट्रम से एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य या तरंग दैर्ध्य के बैंड को चुनिंदा रूप से अलग और प्रसारित करता है और उस क्षेत्र के बाहर आने वाले किसी भी प्रकाश को बाहर करता है।

एक विशिष्ट मोनोक्रोमेटर इसे प्रवेश और निकास स्लिट्स, कोलाइमेटिंग और फोकस ऑप्टिक्स, और तरंग दैर्ध्य-फैलाने वाले तत्व जैसे विवर्तन झंझरी या प्रिज्म के उपयोग के माध्यम से प्राप्त करता है।आधुनिक मोनोक्रोमेटर्स विवर्तन झंझरी के साथ निर्मित होते हैं, और विवर्तन झंझरी का उपयोग लगभग विशेष रूप से स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्रिक अनुप्रयोगों में किया जाता है। विवर्तन झंझरी उनकी बहुमुखी प्रतिभा, कम क्षीणन, व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज, कम लागत और अधिक निरंतर फैलाव के कारण बेहतर हैं।सिंगल या डबल मोनोक्रोमेटर्स का उपयोग अनुप्रयोग के आधार पर किया जा सकता है, डबल मोनोक्रोमेटर्स आमतौर पर अतिरिक्त फैलाव और झंझरी के बीच चकरा देने के कारण अधिक सटीकता प्रदान करते हैं।

डिटेक्टर

फोटोमल्टीप्लायर

एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर में प्रयुक्त डिटेक्टर तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित किया जाता है जिस पर प्रकाश को मापा जा रहा है, साथ ही आवश्यक गतिशील रेंज और माप की संवेदनशीलता। बेसिक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर डिटेक्टर प्रौद्योगिकियां आमतौर पर तीन समूहों में से एक में आती हैं: फोटोमिसिव डिटेक्टर (जैसे फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब), सेमीकंडक्टर डिवाइस (जैसे सिलिकॉन), या थर्मल डिटेक्टर (जैसे थर्मोपाइल)।

किसी दिए गए डिटेक्टर की वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया इसकी मूल सामग्री द्वारा निर्धारित की जाती है। उदाहरण के लिए, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों में पाए जाने वाले फोटोकैथोड्स को कुछ तत्वों से सौर-अंधा तकनीक के लिए निर्मित किया जा सकता है। सोलर-ब्लाइंड - यूवी के प्रति संवेदनशील और दृश्यमान या आईआर में प्रकाश के प्रति गैर-प्रतिक्रियाशील। सीसीडी (चार्ज कपल्ड डिवाइस) सरणियाँ आमतौर पर हजारों या लाखों अलग-अलग डिटेक्टर तत्वों (पिक्सेल के रूप में भी जाना जाता है) और सीएमओएस सेंसर के एक आयामी (रैखिक) या दो आयामी (क्षेत्र) सरणियाँ हैं। इनमें एक सिलिकॉन या InGaAs आधारित मल्टीचैनल ऐरे डिटेक्टर शामिल है जो यूवी, दृश्यमान और निकट-इन्फ्रा लाइट को मापने में सक्षम है।

CMOS (पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर) सेंसर एक CCD से भिन्न होते हैं जिसमें वे प्रत्येक फोटोडायोड में एक एम्पलीफायर जोड़ते हैं। इसे एक सक्रिय पिक्सेल सेंसर कहा जाता है क्योंकि एम्पलीफायर पिक्सेल का हिस्सा होता है। ट्रांजिस्टर स्विच प्रत्येक फोटोडायोड को रीडआउट के समय इंट्रापिक्सल एम्पलीफायर से जोड़ता है।

नियंत्रण और लॉगिंग सिस्टम

लॉगिंग सिस्टम अक्सर केवल एक पर्सनल कंप्यूटर होता है। प्रारंभिक सिग्नल प्रोसेसिंग में, सिग्नल को अक्सर नियंत्रण प्रणाली के उपयोग के लिए प्रवर्धित और परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। वांछित मेट्रिक्स और सुविधाओं का उपयोग सुनिश्चित करने के लिए मोनोक्रोमेटर, डिटेक्टर आउटपुट और कंप्यूटर के बीच संचार की लाइनों को अनुकूलित किया जाना चाहिए।स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्रिक सिस्टम के साथ शामिल वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध सॉफ़्टवेयर अक्सर माप की आगे की गणना के लिए उपयोगी संदर्भ कार्यों के साथ संग्रहीत होते हैं, जैसे सीआईई रंग मिलान कार्य और वी$\lambda$ वक्र।

अनुप्रयोग

स्पेक्ट्रोमाडोमीटर का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है, और इसे विभिन्न प्रकार की विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए बनाया जा सकता है। उदाहरण अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• सौर यूवी और यूवीबी विकिरण
• एलईडी माप
• प्रदर्शन माप और अंशांकन
• सीएफएल परीक्षण
• ऑयल स्लिक्स का रिमोट डिटेक्शन

संयंत्र अनुसंधान और विकास

DIY बनाता है

तरंग दैर्ध्य को कैलिब्रेट करने के लिए एक सीएफएल लैंप का उपयोग करके, एक ऑप्टिकल डिस्क झंझरी और एक बुनियादी वेब कैमरा का उपयोग करके एक बुनियादी ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर का निर्माण संभव है। ज्ञात स्पेक्ट्रम के स्रोत का उपयोग कर एक अंशांकन फिर फोटो पिक्सेल की चमक की व्याख्या करके स्पेक्ट्रोमीटर को स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर में बदल सकता है। फोटो-टू-वैल्यू रूपांतरण में कुछ अतिरिक्त त्रुटि स्रोतों से एक DIY बिल्ड प्रभावित होता है: फोटोग्राफिक शोर (डार्क फ्रेम घटाव की आवश्यकता होती है) और सीसीडी-टू-फोटोग्राफ रूपांतरण में गैर-रैखिकता (संभवतः कच्चे छवि प्रारूप द्वारा हल)।

यह भी देखें

• रेडियोमीटर
• स्पेक्ट्रोमीटर
• स्पेक्ट्रोरेडियोमेट्री
• स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री

बाहरी संबंध

• Basic Light Measurement Principles An article from International Light Technologies on basic principles
• Spectroradiometer types