07 science tec- spectrophotometrie ir sciencetec2
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  • 1. ScienceTec : distribution, support technique et SAVAtelier-Atelier-Rencontre autour de la spectrométrie Infra-Rouge Infra- IFREMER (Plouzané 29) (Technopôle Brest-Iroise) Brest- Mercredi 27 juin 2012 Vincent Tarazona Boumédiène Bekara
  • 2. ScienceTec : distribution, support technique et SAV Société créée en 1987 Nous fêterons cette année nos 25 ans. Société indépendante Capitaux 100% français. Distributeur de marques internationales représentant l’excellence en matière scientifique.
  • 3. 8
  • 4. LI-COR : Spécialiste de la fluorescence dans l’infrarouge Partenaire depuis 1995• Avantages de l’infrarouge : pas de bruit de fond Membranes Biomolécules Visible Proche Infrarouge FITC Cy3 Cy5 IRDye700 IRDye800 200 400 600 800• Sensibilité supérieure Protéomique Biologie Moléculaire In-vivo
  • 5. HITACHI : Spectrophotomètres Partenaire depuis 1987Large gamme de spectrophotomètres fiables et robustes pour toutes les applications – Quantification ADN, analyse quantitative, cinétique, spectre, validation automatique, archivage des méthodes U-5100 • Rapport de faisceau • Gamme spectrale : 190 à 1100 nm • Bande passante : 5 nm • Lampe Xénon Flash • Porte cuve 6 échantillons U-2900/U-2910 • Double faisceaux • Gamme spectrale : 190 à 1100 nm • Correspond aux normes de la Pharmacopée Européenne bande passante : 1,5 nm • Clé USB • 2 versions : 1 autonome avec large écran couleur 26,4 cm et 1 à connecter à 1 PC avec le logiciel UV SolutionsNombreux accessoires optionnels
  • 6. HITACHI : spectrophotomètresU-3900/U-3900H– Double faisceaux– Gamme spectrale 190 – 900 nm (option 1100 nm)– Système optique : • U-3900 : 1 monochromateur • U-3900H : 2 monochromateurs– Bande passante réglable : 0,1 à 5 nm– Sphère d’intégration 60 mm ou 150 mm optionnelleU-4100 : UV / Visible /proche IR :– Double faisceaux– Gamme spectrale 175 à 3300 nm selon les modèles– Dimensions maximales de l’échantillon : 430x430 mm– Nombreux accessoires pour mesures non destructives en transmission et réflexion
  • 7. HITACHI U-4100 caractéristiquesChoississez un système optimum en fonction de vos besoins Chambre Détecteur échantillon Sphere d’intégration Standard standard ou ou Large Sphere d’intégration Ultra sensible Monochromateur Prisme et réseau or Réseau et réseau
  • 8. HITACHI U-4100 caractéristiques Echantillons Echantillons Mesure en solides Larges UV Gamme spectrale 240 - 2600 nm 240 - 2600 nm 175 - 2600 nm Chambre 200×200 430×430 Max. : 200 200 mm Max. : 430 430 mm 200×200 Max. : 200 200 mm Optimale pour la mesure Possibilité de mesure non- Possibilité de réaliser des en transmission / destructive en transmission mesures sensible en réflexion déchantillons / réflexion des matériaux utilisant la sphère solides. pour les éléments optiques dintégration à partir deApplication Compatible avec de et électroniques (grand 175 nm jusqu’au proche nombreux accessoires verre, tranche de silicium, infrarouge. dont les mesures en substrat cristaux liquides, réflexion spéculaire. composés de cellules photovoltaïques.)Compartiment
  • 9. HITACHI réseauRéseau Hitachi gravé mécaniquement. Machine à graver Système unique conçu en 1880 par Henry Augustus Rowland de l’Université Johns Hopkins (Baltimore). Comparé à un réseau holographique, le réseau gravé mécaniquement ont les avantages suivants: (1) Une haute efficacité de diffraction grâce à une surface rainurée réfléchissante (2) Espacement des rainures ajustée, pour une meilleur correction des aberrations astigmatiques.
  • 10. Mesure en Transmission Faisceau incidentSpectre de transmission ④ Faisceau réfléchi ③ Faisceau réfléchi (Réflexion diffuse) (Réflexion spéculaire)・Composante rectiligne avancée ①Emis au même angle que le faisceau incidentPour les échantillons transparents la majorité du Echantillonfaisceau incident deviendra une composanterectiligne avancée.・Composante diffusée ② ② Faisceau transmisFaisceau transmis qui diffuse à différents angles. (composante diffusée)L’échantillons diffuse plus si il est irrégulier outrouble. ① Faisceau transmis (composante rectiligne avancée)・Transmission totale ① + ②Somme des deux faisceaux transmis ( rectiligneavancé et diffusé).
  • 11. Mesure en Réflexion Faisceau incidentSpectre de réfexion ④ Faisceau réfléchi ③ Faisceau réfléchi (Réflexion diffusée) (Réflexion spéculaire)・Réflexion spéculaire ③Emis au même angle que le faisceau incidentPlus importante pour les échantillons “miroirs” Echantillon・Réflexion diffusée ④Faisceau réfléchis qui diffuse à différents angles. ② Faisceau transmisL’échantillons diffuse plus si il est irrégulier ou (composante diffusée)trouble.・Réflexion totale ③ + ④ ① Faisceau transmisSomme des deux faisceaux réfléchis (spéculaire (composante rectiligne avancée)et diffusé).
  • 12. Evaluation des cellulesphotovoltaïques
  • 13. Sphère d’intégration Exemple : Mesure de la texture d’un verreMesure en transmission dans toutes les directions → Accessoire sphère d’intégration Faisceau incident Verre (diffuse) Faisceau incident Capable de mesurer le faisceau transmis qui est diffusé dans toutes les directions.
  • 14. Sphère d’intégration Exemple : Mesure de la texture d’un verreMesure de la transmission danstoutes les directionsAfin d’avoir une production efficiente d’énergie,une couche pyramidale appelée structure textureest formée à la surface de la zone de réception dela lumière. Par conséquent il y aura plus delumière dirigée vers la zone de productiond’énergie par rapport à une surface plane.Une telle structure permet d’avoir une diffusionet une transmission de la lumière élevée.Pour mesurer ces paramètres nous utilisons unsupport de transmission à adhésion forte contreune sphère d’intégration.Le graphique ci-contre montre le pourcentage detransmission directe (bleu) et avec la sphèred’intégration (rouge) afin de mettre en évidence lalumière diffusée.
  • 15. Angles d’incidence Exemple : Evaluation d’un substrat avec un film transparent conducteur・Les faisceaux transmis dépendent de l’angled’incidence Faisceau incident・Les faisceaux réfléchis dépendent de l’angle 20° 0°d’incidence 40°Transmission et réflexion varient en fonction de l’angled’incidence 60°Pour l’évaluation d’un échantillon l’angle d’incidence est unélément essentiel. SubstratEx : Evaluation anti-reflet d’un affichage Evaluation de l’effet miroir sur les dispositifs optique (CD,DVD…)・Transmission et réflexion par radiation solaireEvaluer les caractéristiques de transmission et de réflexionde léchantillon lorsquil est irradié par la lumière du soleil・Transmission et réflexion par la lumière visibleLa transmission et la réflexion de la lumière visible peuventêtre déterminées (Vision par l’oeil humain). 15 Ex : Accessoire Réflexion absolue à angle variable
  • 16. Angles d’incidence Exemple : Evaluation d’un substrat avec un film transparent conducteur Mesure de la transmission / réflexion à différents angles De fins films conducteurs (semblables à des électrodes) sont utilisés dans les cellules photovoltaïques pour extraire l’électricité. Ces films doivent avoir une conductivité et une transmission optimale. En fonction de l’heure ou des saisons, l’angle d’incidence de la lumière change, il est donc critique d’évaluer la transmission en fonction du changement d’angle d’incidence. Les résultats indiquent que la transmission du rayonnement solaire diminue avec laugmentation de langleDe cette manière, lutilisation dun accessoire de réflexion à angle dincidence, et inversementvariable fournit une mesure quantitative des caractéristiques de pour la réflexion.transmission et de réflexion avec des angles dincidences différents.
  • 17. Réflexion spéculaire Exemple : Mesure d’un film anti réflexionMesure en transmission dans toutes les directions → Accessoire Réflexion spéculaire à 5 deg. Faisceau incident Détecteur (sphère d’intégration) Capable de mesurer en transmission et en réflexion sur le même spot pour les échantillons dont la surface est irrégulière
  • 18. Réflexion spéculaire Exemple : Mesure d’un film anti réflexionAfin daméliorer lefficacité de la production délectricité, les cellulesphotovoltaïques incorporent des films anti-reflets qui dirigent la lumière dusoleil vers ​la couche de production dénergie du semi-conducteur sans fuitepar réflexion.L’accessoire de réflexion spéculaire permet de vérifier l’effet anti-réflexion àun angle dincidence proche de la perpendiculaire par rapport àléchantillon. Le graphique ci-contre représente la mesure en réflexion à partir de ces substrats dans le proche IR. Nous identifions une zone de très faible réflexion vers 1000 nm où on a donc une perte de lumière minime.
  • 19. Autresapplications
  • 20. Sphère d’intégration Exemple : Mesure des filtres pour télécommandeLa mesure de la transmission est très importante pour lévaluation encontrôle qualité.Le faisceau de 940 nm émis par la télécommande est filtré au niveaudu récepteur et pénètre dans le détecteur. 940 nmLe spectre de transmission du filtre (du récepteur) est mesuré pourlévaluation des caractéristiques optiques. Ci-contre les spectres de transmission de deux filtres. Les deux filtres ont une faible transmission dans le visible 400 - 700 nm, ces filtres ont été conçus pour ne pas laisser passer la lumière visible vers le détecteur. Ils montrent également une transmission élevée à partir de 750 nm, on a donc une bonne transmission à 940 nm pour la télécommande.
  • 21. Réflexion spéculaire Exemple : Mesure sur écran à cristaux liquide La qualité des films anti- réflichissants peut être mesurée pour différents équipements : écran à cristaux liquide, écran de TV, verre de lunette…Les spectres de réflexion de trois types de films anti-reflets ont été mesurés.Daprès les résultat de la mesure en réflexion absolueavec un angle dincidence de 5 degrés, on peut dire quela réflexion est de 5% ou moins dans le domaine visible.Lorsque les spectres sont élargis, nous pouvons voir queles résultats ont un bon rapport signal sur bruit dans larégion de 0,1% ou moins en réflexion.
  • 22. ScienceTec : distribution, support technique et SAVQuestions? Vincent Tarazona Boumédiène Bekara