Agilent Cary 7000 universal measurement spectrophotometer

Význam tématu

Analýza optických vlastností povlaků, tenkých filmů, solárních článků a skleněných materiálů hraje klíčovou roli v rozvoji nových technologií i v průmyslové kontrole kvality. Přesné měření odrazivosti, transmisivity a absorbance umožňuje optimalizovat optické vlastnosti materiálů pro aplikace v optice, energetice i v akademickém výzkumu.

Cíle a přehled studie

Cílem představené technologie je nabídnout univerzální spektrofotometr, který dokáže v jedné automatizované sekvenci bez přesunu vzorku změřit absolutní odraz, přenos, absorbanci i rozptyl v celém UV-Vis-NIR spektru a v libovolné geometrii a polarizaci. Představený Agilent Cary 7000 UMS řeší potřebu více přístrojů či doplňků pro komplexní charakterizaci pevných materiálů.

Použitá metodika a instrumentace

– Přímé optické uspořádání s detektorem s přímou viditelností vzorku bez světelných vedení zvyšuje světelný tok a poměr signálu k šumu.
– Jednokomorový sandwich detektor Si/InGaAs v kombinaci s PMT a PbSmart technologií pokrývá UV až NIR oblast.
– Unikátní kovově-vláknový polarizér pro řízení S- a P-polarizace s vysokou propustností.
– Samostatné ovládání pozice vzorku a detektoru s optickým enkodérem nastavitelným na 0,02° umožňuje šest multimodálních měření: absolutní spekulární odraz, přímou transmisí, absorptanci, difuzní rozptyl i parciální rozptyl.
– Software Cary WinUV s modulárním doplňkovým rozhraním a editor metod pro rychlé nastavení experimentů a pokročilé zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

– Sběr stovek UV-Vis-NIR spekter během jedné noci místo dnů umožňuje výrazné zkrácení doby analýzy.
– Díky nepřesunování vzorku dochází k eliminaci systémových chyb způsobených variacemi úhlu dopadu.
– Naměřená fotometrická řada dosahuje až 10 Abs s výbornou linearitou a přesností i u vysoce pohltivých filtrů.
– 2D falešně barevné plošné zobrazení závislosti odrazu na úhlu dopadu a vlnové délce zjednodušuje identifikaci rázových minim a maxim.
– Příklady z praxe ilustrují charakterizaci tenkých filmů, solárních čipů, architektonického skla či metamateriálů s detailním popisem rozptylu a polarizačních efektů.

Přínosy a praktické využití metody

– Konsolidace více měřicích modulů do jednoho systému snižuje náklady na investici i provoz.
– Unattended provoz šetří pracovní čas a umožňuje vysokozdrojovou automatizaci, včetně doplňkového automatizačního příslušenství.
– Využití v QA/QC: kontrola uniformity povlaků, měření tloušťky filmů, klasifikace skla dle norem EN/ISO, vývoj a validace solárních absorpčních vrstev.
– Akademický výzkum těží z možnosti extrémně jemného rozlišení závislostí na úhlu a vlnové délce, např. pro studium povrchových plazmonových polaritonů.

Budoucí trendy a možnosti využití

– Integrace s plně automatizovanými linkami pro inline kontrolu výrobků a kontinuální monitorování procesů.
– Kombinace s dalšími spektroskopickými metodami (LDIR, FTIR, fluorescence) pro multimodální charakterizaci jednoho vzorku.
– Rozvoj softwarových nástrojů pro pokročilé 3D vizualizace a strojové učení při analýze spektrálních dat.
– Aplikace v dynamických měřeních „in situ“ a „operando“ za provozních podmínek v materiálových reaktorech či fotovoltaických modulech.

Závěr

Agilent Cary 7000 Universal Measurement Spectrophotometer představuje významný posun v charakterizaci pevných vzorků. Spojuje šest multimodálních metod v jednom zařízení, zkracuje dobu analýzy, zvyšuje spolehlivost dat a snižuje náklady. Díky širokému spektru aplikací od optických povlaků přes solární energii až po výzkum inovativních materiálů nabízí univerzální platformu pro výzkum i průmyslovou praxi.

Reference

Text neobsahuje explicitně uvedenou literaturu.