Esferas Integradoras para Eficiência Quântica

Esferas Integradoras para Medições de Eficiência Quântica

Uma métrica chave usada para quantificar o desempenho óptico de um material fluorescente é a eficiência quântica, também referida como eficiência quântica luminescente. Esta é simplesmente a razão entre os fótons emitidos e os fótons absorvidos pela amostra.

A emissão fluorescente é difusa, portanto, uma esfera integradora acoplada a um espectrômetro de fibra óptica é a escolha óbvia para capturar a emissão fluorescente em 4π. É importante notar, no entanto, que a esfera integradora introduz um erro decorrente da excitação por re-iluminação. Qualquer luz que não seja absorvida quando a amostra é iluminada pela primeira vez pelo feixe de excitação é refletida ou transmitida. Esta luz pode, por sua vez, refletir na parede da esfera e re-iluminar difusamente a amostra. Parte dessa luz será novamente absorvida, causando um nível mais alto de emissão fluorescente do que ocorreria sem a presença da esfera. Felizmente, este erro de re-excitação pode ser corrigido. Para uma explicação completa das cinco etapas de medição – incluindo a correção para excitação por re-iluminação – consulte a nota técnica disponível na aba de recursos.

Características da Esfera Integradora QE-060-SF

A QE-060-SF é revestida como padrão com o revestimento de refletância difusa Spectraflect da Labsphere, uma formulação de sulfato de bário que fornece uma refletância de pico de 98% e >95% de refletância de 300 a 1300 nm.

A esfera integradora QE-060-SF apresenta três portas ortogonais. Uma porta de amostra de 50 mm de diâmetro está localizada na posição do polo norte da esfera. Uma porta de detector de 25 mm está localizada na posição de 0° no equador horizontal da esfera, enquanto uma segunda porta de entrada de 25 mm está posicionada na posição de 90° no equador. Todas as portas são equipadas com armações de porta robustas para simplificar a montagem de acessórios.

O defletor (baffle) de suma importância está posicionado para proteger uma amostra montada no centro da porta do detector, evitando a iluminação direta do fotodetector ou espectrômetro pela amostra em teste. A esfera é equipada com um ponto de fixação roscado ¼-20 na sua posição do polo sul e vem com um suporte de poste ajustável em altura, um suporte para o poste e uma base resistente.

Um adaptador de porta estilo SMA de 25 mm de diâmetro opcional está disponível para ser instalado na porta do detector para acoplar a luz a uma fibra óptica para coleta por um espectrômetro.

Esfera QE-060-SL de Spectralon de Maior Desempenho para Medições com Relação Sinal-Ruído Aprimorada

Um modelo alternativo está disponível, o QE-060-SL, que apresenta o material de refletância difusa Spectralon da Labsphere em vez do revestimento Spectraflect. No seu pico, o Spectralon tem uma refletância de 99% e mantém >95% de refletância de 250 a 2500 nm. Embora uma diferença de 1% na refletância possa não parecer muito, ela representa metade da perda por reflexão dentro da cavidade da esfera integradora. Consequentemente, a esfera de Spectralon fornece um rendimento pelo menos 50% maior em toda a faixa de comprimento de onda, com o ganho aumentando para até 400% no infravermelho próximo. Este rendimento melhorado traduz-se diretamente num sinal mais alto que atinge o fotodetector ou espectrômetro, beneficiando a relação sinal-ruído e a capacidade de resolver sinais fluorescentes de baixo nível. O desempenho aprimorado da esfera QE de Spectralon é importante quando se considera que as emissões fluorescentes podem ser bastante fracas em comparação com o sinal de excitação.

O outro benefício do Spectralon é a sua estabilidade térmica, resistência a danos UV e facilidade de limpeza, embora a contaminação acidental dos revestimentos Spectraflect ou Spectralon com produtos químicos fosforescentes deva ser evitada a todo custo.

Suporte de Amostra Central

O material em teste é mantido no centro da esfera usando o suporte de amostra central fornecido, que se fixa à esfera na porta de 50 mm no polo norte. A eficiência quântica do material é simplesmente determinada registrando o sinal do detector com a amostra mantida dentro da esfera, mas não diretamente no feixe, em comparação com o sinal do detector quando a amostra é rotacionada para dentro do feixe de prova.

O conjunto do suporte de amostra montado centralmente alterna entre duas posições claramente marcadas, o que permite a rotação da amostra para dentro e para fora do feixe de excitação para referência de linha de base. O suporte de amostra central pode ser fornecido com suportes de amostra intercambiáveis. Escolha entre um estilo clipe para amostras finas e delicadas, um estilo mandíbula para materiais mais rígidos, um suporte de cubeta para amostras líquidas e um suporte para amostras em pó.

Requisitos do Sistema

Sua configuração experimental completa para medições de eficiência quântica deve incluir a esfera integradora QE, uma fonte de luz monocromática externa colimada ou laser para excitação da amostra e um fotodetector ou espectrômetro. Normalmente, o detector usado será um espectrômetro de matriz, para o qual você precisará adquirir um adaptador de porta SMA para a porta do detector na esfera.

Para medições de fluxo absoluto e para normalização da responsividade espectral, uma lâmpada padrão de fluxo espectral está disponível sob consulta. Para evitar erros de autoabsorção, a lâmpada de calibração é melhor deixada montada na esfera em uma quarta porta opcional. Por favor, consulte-nos se tiver interesse em adquirir uma esfera QE para medições de fluxo absoluto.

Observe que aceitamos pedidos de modificações de produtos padrão ou projetos de esferas integradoras totalmente personalizados para atender às suas necessidades exatas. Utilize nosso formulário de consulta para compartilhar seus requisitos conosco.