ओपन सोर्स स्पेक्ट्रोमीटर लिट रिव्यू
ओपन सोर्स स्पेक्ट्रोमीटर डिज़ाइन से संबंधित लेखों का कालानुक्रमिक क्रम इस प्रकार है। Q1 2014 तक वर्तमान।
स्पेक्ट्रोमीटर डिजाइन
उच्च-रिज़ॉल्यूशन, उच्च-दक्षता वाले ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर का डिज़ाइन और कार्यान्वयन
सार : हम एक इलेक्ट्रॉन बीम आयन ट्रैप से प्रकाश के निकट-पराबैंगनी से दृश्य-सीमा स्पेक्ट्रा के मापन के लिए एक उच्च-दक्षता, उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोमीटर का डिज़ाइन, कार्यान्वयन और परीक्षण प्रस्तुत करते हैं, जहाँ ज्यामिति विवश है। इस प्रणाली में दो 5 इंच व्यास वाले f/4.6 अक्रोमैटिक लेंस, एक 6 इंच व्यास वाला ट्रांसमिशन ग्रेटिंग आयन-बीम फ्यूज्ड सिलिका में उकेरा गया है, और एक पतला, बैकइलुमिनेटेड CCD डिटेक्टर है। सरल डिज़ाइन ऑप्टिकल घटकों की संख्या को कम करता है, जिनमें से प्रत्येक इष्टतम थ्रूपुट और उच्च दक्षता के साथ होता है। 30 μm चौड़ी प्रवेश स्लिट का उपयोग करके, λ≈3850 Å पर 15 400 की एक रिज़ोल्यूशन पावर (λ/Δλ) का प्रदर्शन किया गया है। उपकरण की विशेषताओं और सीमाओं का पता लगाया गया है और लिवरमोर EBIT-II और सुपरEBIT इलेक्ट्रॉन बीम आयन ट्रैप पर उपयोग के लिए एक इन-सीटू अंशांकन तकनीक विकसित की गई है। © 2002 अमेरिकी भौतिकी संस्थान.
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ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर में फैलाव तत्व के रूप में चिरप्ड होलोग्राफिक ग्रेटिंग का उपयोग किया जाता है
सार : हमने एक चपटे सब्सट्रेट पर अंकित चिरप्ड होलोग्राफिक ग्रेटिंग के उपयोग के आधार पर ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर का एक नया डिज़ाइन विकसित किया है। इस प्रकार की ग्रेटिंग में स्थानिक रूप से बदलती अवधि के साथ एक सतह मॉड्यूलेशन होता है। बीम को फ़ोकस करने के लिए चिरप्ड ग्रेटिंग की क्षमता का उपयोग उपकरण के भौतिक आयामों को महत्वपूर्ण रूप से कम करने के लिए किया जाता है। तरंगदैर्ध्य चयन चिरप्ड ग्रेटिंग के शुद्ध अनुवाद द्वारा प्राप्त किया जाता है। चिरप्ड ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोमीटर के गुणों को विभिन्न लेज़रों और आर्क लैंपों के साथ चित्रित किया गया है और दो वाणिज्यिक स्पेक्ट्रोमीटरों के साथ तुलना की गई है। एक प्रदर्शन पैरामीटर परिभाषित किया गया है, जिससे विभिन्न उपकरणों की तुलना की जा सकती है। © 2005 ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ़ अमेरिका
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स्पंदित लेजर स्रोतों का उपयोग करके अवशोषण माप के लिए कैविटी रिंग-डाउन ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर
सार : हमने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो स्पंदित प्रकाश स्रोत का उपयोग करके ऑप्टिकल अवशोषण माप करने की अनुमति देती है और स्थिर निरंतर प्रकाश स्रोतों का उपयोग करके प्राप्त की गई संवेदनशीलता से काफी अधिक संवेदनशीलता प्रदान करती है। यह तकनीक बंद ऑप्टिकल गुहा के भीतर सीमित प्रकाश पल्स के अवशोषण की परिमाण के बजाय अवशोषण की दर के माप पर आधारित है। गुहा के भीतर प्रकाश की तीव्रता का क्षय दर्पण हानि, ब्रॉडबैंड बिखराव (रेले, मी) और आणविक अवशोषण के कारण हानि घटकों के साथ एक सरल घातीय है। अवशोषण प्रतिध्वनि के माध्यम से स्पंदित लेजर (जिसे ऑप्टिकल गुहा में इंजेक्ट किया जाता है) के आउटपुट को स्कैन करके संकीर्ण बैंड अवशोषण स्पेक्ट्रा रिकॉर्ड किया जाता है। हमने गैसीय आणविक ऑक्सीजन में बहुत कमजोर निषिद्ध b1Σg-X3Σg संक्रमण में कई बैंडों को मापकर इस तकनीक की संवेदनशीलता का प्रदर्शन किया है। 106 में 1 भाग से कम के अवशोषण संकेतों का पता लगाया जा सकता है।
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डिजिटल ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर-ऑन-चिप
सार : डिजिटल ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर-ऑन-चिप की अवधारणा प्रस्तावित की गई है और उनके निर्माण और लक्षण वर्णन के परिणाम बताए गए हैं। ये उपकरण कंप्यूटर द्वारा डिज़ाइन किए गए डिजिटल प्लानर होलोग्राम पर आधारित हैं, जिसमें लाखों लाइनें शामिल हैं जो विशेष रूप से स्थित और उन्मुख हैं ताकि आउटपुट लाइट को तरंग दैर्ध्य के अनुसार डिज़ाइन किए गए फ़ोकल पॉइंट में निर्देशित किया जा सके। स्पेक्ट्रोमीटर को इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी और ड्राई एचिंग का उपयोग करके सिलिकॉन डाइऑक्साइड और हेफ़नियम डाइऑक्साइड प्लानर वेवगाइड पर बनाया गया था। 660 एनएम की केंद्रीय तरंग दैर्ध्य के लिए 1000 चैनलों तक के उपकरणों के ऑप्टिकल प्रदर्शन की रिपोर्ट की गई है।
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कॉम्पैक्ट, स्व-निहित ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर
सार : हम एक स्व-निहित, बैटरी से चलने वाले, हाथ से पकड़े जाने वाले ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर के निर्माण और प्रदर्शन का वर्णन करते हैं। इस इकाई में एक ऑनबोर्ड ऑप्टिकल उत्तेजना स्रोत, लघुकृत मोनोक्रोमेटर, सीसीडी डिटेक्टर, पेल्टियर कूलर, एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल और माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण शामिल हैं। हम गुणात्मक प्रतिदीप्ति निर्धारण और अर्ध-मात्रात्मक प्रतिदीप्ति और अवशोषण माप के लिए क्षमताओं का प्रदर्शन करते हैं। रिज़ॉल्यूशन λ/δλ ≍ 1200 434 एनएम पर है।
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सार : एक नए चार्ज-युग्मित डिवाइस (CCD) स्पेक्ट्रोमीटर का अध्ययन किया गया है और इसे दो-आयामी CCD डिटेक्टर और 10 सबग्रेटिंग से युक्त एक एकीकृत ग्रेटिंग का उपयोग करके बनाया गया है। फैलाव दिशा के साथ 268 मिमी की प्रभावी वर्णक्रमीय छवियों को बिना किसी यांत्रिक गतिशील तत्वों के पूर्ण 200-1000 एनएम कार्यशील तरंगदैर्ध्य रेंज को कवर करने के लिए 10 बार घनीभूत रूप से मोड़ा गया है। परिणाम बताते हैं कि सिस्टम में सिस्टम कैलिब्रेशन के बाद पूरे स्पेक्ट्रल रेंज में क्रमशः 0.07 एनएम से बेहतर और 100 एमएस से कम का स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन और अधिग्रहण समय है।
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सार : हम एक स्थिर-अवस्था रेडियल रूप से हल किए गए विसरित परावर्तन स्पेक्ट्रोमीटर प्रस्तुत करते हैं जो दृश्यमान और निकट अवरक्त में समायोज्य 170-एनएम तरंगदैर्ध्य अंतराल पर ऊतक-सिमुलेटिंग फैंटम के अवशोषण और परिवहन बिखराव स्पेक्ट्रा को मापने में सक्षम है। ऊतक ऑप्टिकल गुणों की प्रासंगिक सीमा पर विभिन्न प्रकार के फैंटम में माप प्रदर्शित किए जाते हैं, और उपकरण की सटीकता बिखराव और अवशोषण दोनों में लगभग 10% पाई जाती है। उपकरण की सटीकता का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किए गए मोंटे कार्लो सिमुलेशन प्रस्तुत किए गए हैं जो प्रयोगात्मक निष्कर्षों का समर्थन करते हैं।
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[इवान अव्रुत्स्की, कल्याणी चागंती, इल्डार सलाखुटडिनोव, और ग्रेगरी औनर। “एकीकृत ऑप्टिकल और माइक्रो-ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करके एक लघु ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर की अवधारणा।” ऑप्टिक्स इन्फो बेस, 20 अक्टूबर, 2006। http://www.opticsinfobase.org/ao/abstract.cfm?id=116042 .]
सार " एक कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल बैंड स्पेक्ट्रोमीटर के लिए एक डिजाइन प्रस्तुत करता है। डिवाइस बहुत छोटे विवर्तन तत्वों का उपयोग करता है और दृश्य बैंड में 2nm रिज़ॉल्यूशन का दावा करता है।
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हाइब्रिड कैमरा सिस्टम के साथ उच्च स्थानिक और स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन वीडियो का अधिग्रहण
सार : हम उच्च स्थानिक और वर्णक्रमीय संकल्पों पर वीडियो कैप्चर करने के लिए एक हाइब्रिड कैमरा सिस्टम प्रस्तुत करते हैं। लाल, हरे और नीले (RGB) वीडियो कैमरा, एक ग्रेस्केल वीडियो कैमरा और कुछ ऑप्टिकल तत्वों से बना, हाइब्रिड कैमरा सिस्टम एक साथ दो वीडियो स्ट्रीम रिकॉर्ड करता है: उच्च स्थानिक संकल्प वाला एक RGB वीडियो और कम स्थानिक संकल्प वाला एक मल्टीस्पेक्ट्रल (MS) वीडियो। दो वीडियो स्ट्रीम के पंजीकरण के बाद, हमारा सिस्टम उच्च वर्णक्रमीय और स्थानिक संकल्प दोनों के साथ एक वीडियो बनाने के लिए RGB वीडियो में MS जानकारी प्रसारित करता है। वीडियो के बीच यह प्रसार वर्णक्रमीय डोमेन में पिक्सेल की रंग समानता, स्थानिक डोमेन में निकटता और टेम्पोरल डोमेन में प्रत्येक दृश्य बिंदु के सुसंगत रंग द्वारा निर्देशित होता है। त्रिपक्षीय फ़िल्टरिंग पर आधारित प्रसार एल्गोरिथ्म, कैप्चर किए गए डेटा से वास्तविक समय के वीडियो विश्लेषण कार्यों जैसे ट्रैकिंग और निगरानी के लिए पर्याप्त तेज़ फ़्रेम दरों पर आउटपुट वीडियो बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हम प्रस्तावित सिस्टम का मूल्यांकन ग्राउंड ट्रुथ डेटा और वास्तविक दुनिया के दृश्यों के साथ सिमुलेशन दोनों का उपयोग करके करते हैं। स्पेक्ट्रल कैप्चर की सटीकता की जाँच ग्राउंड ट्रुथ और एक वाणिज्यिक स्पेक्ट्रोमीटर के साथ तुलना के माध्यम से की जाती है। इस उच्च रिज़ॉल्यूशन एमएस वीडियो डेटा की उपयोगिता गतिशील श्वेत संतुलन समायोजन, ऑब्जेक्ट ट्रैकिंग और विभिन्न रोशनी स्रोतों के उपस्थिति योगदान को अलग करने के अनुप्रयोगों पर प्रदर्शित की गई है। हमारे द्वारा कैप्चर किए गए विभिन्न उच्च रिज़ॉल्यूशन एमएस वीडियो डेटासेट को गतिशील स्पेक्ट्रल डेटा विश्लेषण पर शोध की सुविधा के लिए सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कराया जाएगा।
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चरण मॉडुलन सरणी के साथ एक माइक्रो-स्पेक्ट्रोमीटर
सार : इस शोधपत्र में चरण मॉड्यूलेशन सरणी के साथ एक माइक्रो-स्पेक्ट्रोमीटर की जांच की गई है। इस माइक्रो-स्पेक्ट्रोमीटर का महत्वपूर्ण घटक एक माइक्रो-इंटरफेरोमीटर सरणी है, जो एक चार्ज-युग्मित डिवाइस (CCD) या एक पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (CMOS) पर बनाया गया है। माइक्रो-इंटरफेरोमीटर सरणी का प्रत्येक तत्व अलग-अलग गहराई के साथ पॉलीमेथिल मेथैक्रिलेट (PMMA) खांचे द्वारा निर्मित होता है। जब हम इंटरफेरोमीटर सरणी की सतह को रोशन करते हैं, तो प्रत्येक माइक्रो-इंटरफेरोमीटर के तल पर अलग-अलग हस्तक्षेप तीव्रता वितरण का निर्माण होगा। इस इंटरफेरोमीटर की ऑप्टिकल शक्ति को CCD या CMOS के पिक्सल द्वारा मापा जा सकता है। डेटा को एक रैखिक प्रणाली में प्रतिस्थापित किया जा सकता है। तिखोनोव नियमन विधि के साथ रैखिक प्रणाली को हल करके, घटना किरण के स्पेक्ट्रम का पुनर्निर्माण किया जा सकता है। सिमुलेशन परिणाम साबित करते हैं कि स्पेक्ट्रोमीटर की पहचान सीमा 300 से 1100 एनएम तक की एक विस्तृत तरंग दैर्ध्य सीमा है। इसके अलावा, डिवाइस का तरंग दैर्ध्य संकल्प पिकोमीटर स्तर तक पहुँच जाता है। पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटरों की तुलना में, इस नवीन स्पेक्ट्रोमीटर में छोटे आकार, कम लागत, उच्च रिजोल्यूशन, विस्तृत स्पेक्ट्रल मापन रेंज, वास्तविक समय मापन आदि जैसे विशिष्ट लाभ हैं।
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स्मार्टफ़ोन का उपयोग करके क्षणभंगुर तरंग युग्मित स्पेक्ट्रोस्कोपिक संवेदन
सार : प्रस्तुत पत्र एक ऐसी तकनीक को प्रदर्शित करता है जो क्षणभंगुर तरंग युग्मित स्पेक्ट्रोस्कोपिक संवेदन के लिए स्मार्टफोन के कैमरे का उपयोग करती है। सरल ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करके, स्मार्टफोन के कैमरे को एक उच्च संकल्पित स्पेक्ट्रोमीटर (0.305nm प्रति पिक्सेल) में परिवर्तित किया जाता है और एक समकोण ग्लास प्रिज्म का उपयोग करके ब्रॉडबैंड ऑप्टिकल स्रोत से आंतरिक रूप से परावर्तित प्रकाश संकेत के क्षणभंगुर क्षेत्र को बाहरी माध्यम से बातचीत करने की अनुमति दी जाती है। प्रस्तावित संवेदन तकनीक के प्राथमिक लाभ इसकी कॉम्पैक्टनेस, पोर्टेबिलिटी और लागत-दक्षता हैं।
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इमेजिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी और एयरबोर्न विज़िबल/इन्फ्रारेड इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर (AVIRIS)
सार : इमेजिंग स्पेक्ट्रोस्कोपी पृथ्वी रिमोट सेंसिंग के लिए एक नए दृष्टिकोण के रूप में बढ़ती रुचि का विषय है। एयरबोर्न विज़िबल/इन्फ्रारेड इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर (AVIRIS) 10 एनएम अंतराल पर 400 एनएम से 2500 एनएम तक सौर परावर्तित स्पेक्ट्रम को मापने वाला पहला इमेजिंग सेंसर था। AVIRIS की अंशांकन सटीकता और सिग्नल-टू-शोर अद्वितीय बने हुए हैं। AVIRIS प्रणाली के साथ-साथ विज्ञान अनुसंधान और अनुप्रयोग हाल के वर्षों में काफी विकसित हुए हैं। AVIRIS प्रणाली की प्रारंभिक डिज़ाइन और उन्नत विशेषताओं को सेंसर, अंशांकन, डेटा सिस्टम और उड़ान संचालन के संदर्भ में वर्णित किया गया है। AVIRIS की विशेषताओं पर यह अद्यतन विज्ञान अनुसंधान और अनुप्रयोगों के लिए संदर्भ प्रदान करता है जो पिछले कई वर्षों में प्राप्त AVIRIS डेटा का उपयोग करते हैं। हाल के विज्ञान अनुसंधान और अनुप्रयोगों की समीक्षा की गई है, जिसमें वायुमंडलीय सुधार, पारिस्थितिकी और वनस्पति, भूविज्ञान और मृदा, अंतर्देशीय और तटीय जल, वायुमंडल, बर्फ और बर्फ जल विज्ञान, बायोमास जलाना, पर्यावरणीय खतरे, उपग्रह सिमुलेशन और अंशांकन, वाणिज्यिक अनुप्रयोग, वर्णक्रमीय एल्गोरिदम, मानव बुनियादी ढांचे, साथ ही वर्णक्रमीय मॉडलिंग की जांच शामिल है।
आवेदन
नियंत्रित वातावरण वाले भण्डारगृहों में सेब पकने की निगरानी के लिए एथिलीन ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर
सार : आज के भंडारगृहों में फलों के पकने को परिवेशी वातावरण में एथिलीन सांद्रता के प्रबंधन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सटीक और निरंतर एथिलीन निगरानी बहुत फायदेमंद है क्योंकि कम एथिलीन सांद्रता फल द्वारा ही उत्पन्न होती है और इसकी परिपक्वता का संकेत देती है, और अन्य अवसरों पर, जब उत्पाद की परिपक्वता या डिग्री को बढ़ावा देना आवश्यक होता है, तो एथिलीन को बाहरी रूप से जोड़ा जाता है। इस कार्य में, एथिलीन माप के लिए एक मल्टीचैनल मिड-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर बनाया गया है और इसकी विशेषता बताई गई है। इस उपकरण में अमोनिया और इथेनॉल जैसे संभावित क्रॉस-हस्तक्षेपों को अस्वीकार करने के लिए अतिरिक्त चैनल शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, ये चैनल क्रमशः शीतलन प्रणाली की संभावित खराबी और फलों के संभावित फाउलिंग की निगरानी के लिए उपयोगी हैं। पूर्ण स्पेक्ट्रोमीटर में एक सिलिकॉन-आधारित मैक्रोपोरस इन्फ्रारेड (IR) एमिटर, एक लघुकृत लंबी पथ सेल (श्वेत सेल), एक चार-चैनल डिटेक्टर मॉड्यूल, कम शोर वाला एनालॉग एम्पलीफिकेशन और फ़िल्टरिंग, और एक माइक्रोकंट्रोलर-आधारित लॉक-इन एम्पलीफायर शामिल है। डिटेक्टर मॉड्यूल की नई आंतरिक संरचना में चार गुना थर्मोपाइल सरणी है जिसमें फ्लिप-चिप तकनीक द्वारा संलग्न संकीर्ण बैंड ऑप्टिकल फ़िल्टर और पैकेज के ढक्कन पर संलग्न फ़्रेस्नेल लेंस सरणी है। प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चलता है कि सिस्टम अमोनिया और एथिलीन के बीच अंतर करने में सक्षम है, जिसमें एथिलीन और अमोनिया के लिए क्रमशः 30 पीपीएम और 160 पीपीएम (95% विश्वास) की पहचान सीमा है। फील्ड परीक्षणों से पता चलता है कि स्पेक्ट्रोमीटर फलों के पकने का पता लगाने और फलों को जीर्ण होने से रोकने के लिए एथिलीन अलार्म के रूप में उपयुक्त है। सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं कि अमोनिया चैनल को दूसरे अवशोषण तरंगदैर्ध्य पर सेट करके सिस्टम चयनात्मकता में सुधार किया जा सकता है।
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पुनरावर्ती स्पंदित दोहरे बीम थर्मो-ऑप्टिकल अवशोषण स्पेक्ट्रोमीटर का विश्लेषण
सार : बार-बार स्पंदित दोहरे बीम थर्मो-ऑप्टिकल अवशोषण स्पेक्ट्रोमीटर के लिए एक विश्लेषण प्रस्तुत किया गया है, जिसका उपयोग हाल ही में सीडब्ल्यू ट्यूनेबल डाई लेजर द्वारा कवर किए गए दृश्य वर्णक्रमीय क्षेत्र में कई कार्बनिक तरल पदार्थों की अवशोषण शक्तियों को निर्धारित करने के लिए किया गया है। मॉडल पल्स-बाय-पल्स के आधार पर थर्मल लेंस के विकास का वर्णन करने में सफल होता है। फिर प्राप्त समीकरणों का उपयोग स्पेक्ट्रोमीटर डिज़ाइन को उन मापदंडों के संबंध में अनुकूलित करने के लिए किया जाता है जो प्रयोगकर्ता के नियंत्रण में हैं। यह आगे प्रदर्शित किया गया है कि स्पेक्ट्रोमीटर के रैखिक संचालन के क्षेत्र की पहचान कैसे की जाती है। अंत में, यह दिखाया गया है कि यौगिकों की सापेक्ष अवशोषण क्षमता कैसे निर्धारित की जा सकती है।
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फ़्रिक्वेंसी-डोमेन मल्टीसोर्स ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर और ऑक्सीमीटर
सार : हमने जैविक ऊतक के गैर-आक्रामक ऑप्टिकल अध्ययन के लिए एक निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर का डिज़ाइन और निर्माण किया है। यह उपकरण आवृत्ति-डोमेन में काम करता है और ऊतक के अवशोषण गुणांक ((म्यू) (अल्फा)) और कम बिखराव गुणांक ((म्यू) एस ') को पुनर्प्राप्त करने के लिए कई स्रोत-डिटेक्टर दूरियों को नियोजित करता है। प्रकाश स्रोत आठ प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) हैं जिनकी तीव्रता 120 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर मॉड्यूलेट की जाती है। चार एलईडी 715 एनएम ((लैम्ब्डा) 1) की अधिकतम तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जबकि अन्य चार एलईडी 850 एनएम ((लैम्ब्डा) 2) की अधिकतम तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। डिटेक्टर फाइबर से अलग-अलग दूरी पर स्थित आठ प्रकाश स्रोतों में से प्रत्येक से प्राप्त चरण, डीसी तीव्रता और एसी आयाम के आवृत्ति-डोमेन कच्चे डेटा से, हम दो तरंग दैर्ध्य (लैम्ब्डा) 1 और (लैम्ब्डा) 2 पर (mu) (अल्फा) और (mu) s' की गणना करते हैं। ऑक्सी- और डीऑक्सी-हीमोग्लोबिन की सांद्रता, और इसलिए हीमोग्लोबिन संतृप्ति, फिर (लैम्ब्डा) 1 और (लैम्ब्डा) 2 पर ऑक्सी- और डीऑक्सी-हीमोग्लोबिन के ज्ञात विलुप्त होने के गुणांक से प्राप्त होते हैं। उपकरण शोर के कारण ऑप्टिकल गुणांक के मापन में सांख्यिकीय त्रुटि लगभग 1 - 2% है। ऑप्टिकल गुणांक के निरपेक्ष मान के निर्धारण में सटीकता 10 - 20% के भीतर है।
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रासायनिक विश्लेषण के लिए प्लानर वेवगाइड और ग्रेटिंग कपलर का उपयोग करने वाला लघुकृत स्पेक्ट्रोमीटर
सार : एक लघु स्पेक्ट्रोमीटर की क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए पॉलिमरिक और धातु ऑक्साइड प्लानर वेवगाइड का उपयोग किया गया। बहुतरंगदैर्ध्य प्रकाश को सब्सट्रेट के माध्यम से प्रेषित किया गया और सब्सट्रेट/वेवगाइड इंटरफ़ेस पर स्थित एक विवर्तन झंझरी के माध्यम से वेवगाइड में युग्मित किया गया। एक दूसरे विवर्तन झंझरी ने फोटोडायोड सरणी डिटेक्टर के साथ तेजी से विश्लेषण के लिए घटक तरंगदैर्ध्य में वेवगाइड के माध्यम से प्रसारित प्रकाश को स्थानिक रूप से फैलाया। ये परिणाम बताते हैं कि प्लानर वेवगाइड का उपयोग कई मिलीमीटर की प्रभावी पथ लंबाई के साथ कमजोर कंपन ओवरटोन और संयोजन मोड के रासायनिक विश्लेषण के लिए दृश्यमान और निकट-आईआर क्षेत्रों में क्षीण कुल आंतरिक प्रतिबिंब माप करने के लिए किया जा सकता है।
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सार : चैनल स्पेक्ट्रम डिटेक्शन के साथ एक स्पेक्ट्रल-डोमेन व्हाइट-लाइट इंटरफेरोमेट्रिक तकनीक का उपयोग फाइबर-ऑप्टिक स्पेक्ट्रोमीटर के स्पेक्ट्रल बैंडपास की तरंग दैर्ध्य निर्भरता को मापने के लिए किया जाता है। एक प्रायोगिक सेटअप में जिसमें एक हैलोजन लैंप, एक गैर-फैलाव माइकलसन इंटरफेरोमीटर और मापा जाने वाला स्पेक्ट्रोमीटर शामिल है, इंटरफेरिंग बीम के बीच विभिन्न ऑप्टिकल पथ अंतर (ओपीडी) के लिए स्पेक्ट्रल इंटरफेरोग्राम रिकॉर्ड किए जाते हैं। असतत फ़िल्टरिंग और एक फ्रिंज आयाम डिमॉड्यूलेशन विधि का उपयोग करके रिकॉर्ड किए गए स्पेक्ट्रल इंटरफेरोग्राम को संसाधित करके, स्पेक्ट्रल फ्रिंज दृश्यता, पहले, दिए गए ओपीडी के लिए तरंग दैर्ध्य के एक फ़ंक्शन के रूप में, और दूसरे, दिए गए तरंग दैर्ध्य पर ओपीडी के एक फ़ंक्शन के रूप में प्राप्त की जाती है। सिद्धांत के अनुसार, यह पुष्टि की जाती है कि बाद के स्पेक्ट्रल फ्रिंज दृश्यता फ़ंक्शन गॉसियन फ़ंक्शन हैं जिनमें अधिकतम और चौड़ाई तरंग दैर्ध्य पर निर्भर हैं। गॉसियन स्पेक्ट्रल फ्रिंज दृश्यता फ़ंक्शन की चौड़ाई से स्पेक्ट्रोमीटर बैंडपास की तरंग दैर्ध्य निर्भरता एक विस्तृत स्पेक्ट्रल रेंज पर निर्धारित की जाती है।
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सार : एक लघु ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर जिसमें एक पतली-फिल्म प्लानर वेवगाइड ग्रेटिंग कपलर के साथ एक लघु प्लेनो-उत्तल फ़ोकस लेंस का संयोजन है, की जांच की गई है। स्पेक्ट्रोमीटर के ऑप्टिकल भाग के 0.2 क्यूबिक सेमी जितना छोटा होने के कारण, स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन 488.0 एनएम - 632.8 एनएम की तरंग दैर्ध्य सीमा के भीतर 0.3 एनएम से 4.6 एनएम तक भिन्न होता है। "एकीकृत ऑप्टिकल और माइक्रो-ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करके एक लघु ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर की अवधारणा" का अनुसरण करें।
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[ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर और ऐरे डिटेक्टर के साथ उपयोग के लिए स्वचालित तरंगदैर्ध्य अंशांकन प्रक्रिया http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1995/ja/ja9951000253/unauth#!divAbstract ]
सार : क्रॉस-डिस्पर्सन वाले एचेल स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग अक्सर उनके उच्च स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन और अच्छे प्रकाश थ्रूपुट के कारण उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी में किया जाता है। परिणामी दो-आयामी फैलाव विमान चार्ज-इंजेक्शन डिवाइस (CID) या चार्ज-युग्मित डिवाइस (CCD) जैसे सरणी डिटेक्टरों के लिए आदर्श रूप से अनुकूल है। एक सरणी डिटेक्टर के साथ एक एचेल स्पेक्ट्रोमीटर का सफल युग्मन एक बड़ी स्पेक्ट्रल रेंज में सही एक साथ स्पेक्ट्रोस्कोपी करने की अनुमति देता है। स्पेक्ट्रल विशेषताओं को सही ढंग से पहचानने के लिए एक सटीक तरंग दैर्ध्य अंशांकन फ़ंक्शन होना आवश्यक है जो CCD/CID पिक्सेल निर्देशांक को तरंग दैर्ध्य में मैप करता है। सरणी पहचान के साथ ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर के तरंग दैर्ध्य अंशांकन के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तावित किया गया है जिसमें स्पेक्ट्रोमीटर फैलाव का प्रत्यक्ष मॉडलिंग शामिल नहीं है। इसके बजाय, एक आदर्श वैचारिक स्पेक्ट्रोमीटर और भौतिक उपकरण के बीच अंतर को मॉडल किया जाता है। प्रक्रिया विनिर्माण सहिष्णुता और स्थानीय तापमान और दबाव की स्थिति के प्रभावों की भरपाई करने में सक्षम है। कंप्यूटर-मॉडल वाले एचेले स्पेक्ट्रोमीटर के साथ सिमुलेशन द्वारा प्राप्त प्रारंभिक परिणामों से पता चला है कि स्पेक्ट्रल लाइनों की अनुमानित स्थिति में उप-पिक्सेल सटीकता 5-35 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में प्राप्त की जा सकती है। नोट: अंतर-पुस्तकालय ऋण लंबित है।
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सार : एक सरल, तेज और कुशल टमाटर की गुणवत्ता का पता लगाने की विधि का पता लगाने के लिए, वर्तमान प्रयोग में टमाटर के रस के नमूनों में पोषण घटक सामग्री को जल्दी से मापने के लिए निकट अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग तकनीक को लागू किया गया था। इस प्रयोग में इस्तेमाल किया गया मुख्य उपकरण 900 से 2 500 एनएम तरंग दैर्ध्य रेंज में निकट अवरक्त ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर था, जिसने टमाटर के रस के नमूनों के अवशोषण को मापा; एक सौ चौंसठ टमाटर के रस के नमूनों को मानक नमूनों के रूप में चुना गया, स्पेक्ट्रा और संबंधित रासायनिक मूल्य को मापा गया। टमाटर के रस के नमूनों में कुल एसिड और घुलनशील चीनी सामग्री के गणितीय मॉडल को स्थापित करने के लिए आंशिक कम से कम वर्ग (पीएलएस) को अपनाया गया घुलनशील शर्करा पूर्वानुमान सहसंबंध गुणांक 0.976 है, अंशांकन मानक विचलन (RMSEC) 0.463 था, और पूर्वानुमान की मानक त्रुटि (RMSEP) 0.460 थी। उपरोक्त डेटा ने बेहतर पूर्वानुमान परिणाम प्राप्त किए, जिससे पता चला कि टमाटर के फल बहुघटक सामग्री के मात्रात्मक विश्लेषण की विधि व्यवहार्य थी। यह विधि तेज़, सरल है और एक ही नमूने पर एक साथ बहुघटक विश्लेषण कर सकती है। यह एक आशाजनक सेंसर है और धीरे-धीरे सेंसर क्षेत्र में एक अंतरराष्ट्रीय शोध केंद्र बन रहा है।
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उपग्रह डेटा और भौगोलिक सूचना प्रणाली के आधार पर उत्तरी अफ्रीका में सौर बिजली की संभावनाओं का आकलन
सार : सौर तापीय विद्युत संयंत्र भविष्य में आवश्यक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का एक बड़ा हिस्सा प्रदान करेंगे। STEPS, सौर तापीय विद्युत स्टेशनों के लिए एक मूल्यांकन प्रणाली है, जिसे प्रत्यक्ष सौर विकिरण, भौगोलिक स्थितियों (भूमि ढलान, भूमि कवर, शीतलन जल संसाधनों से दूरी, आदि), बुनियादी ढांचे (पाइपलाइन, बिजली ग्रिड, सड़कें आदि) और चयनित सौर तापीय विद्युत संयंत्र अवधारणा के विन्यास और प्रदर्शन के आधार पर ऐसे विद्युत स्टेशनों के प्रदर्शन की गणना करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। METEOSAT उपग्रह छवियों से प्राप्त क्लाउड इंडेक्स का उपयोग प्रत्यक्ष सौर विकिरण संसाधन की गणना करने के लिए किया जाता है। साइट मूल्यांकन के लिए सभी मापदंडों को संसाधित करने के लिए एक भौगोलिक सूचना प्रणाली (GIS) का उपयोग किया जाता है। अवधारणा को प्रदर्शित करने के लिए, STEPS के साथ उत्तरी अफ्रीका का विश्लेषण किया गया था, जो किसी विशेष विद्युत संयंत्र विन्यास के लिए सौर तापीय बिजली की क्षमता और लागत के संबंध में साइटों की रैंकिंग प्रदान करता है। परिणाम उच्च स्थानिक और लौकिक रिज़ॉल्यूशन के साथ प्राप्त किए गए थे।
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सार : यह लेख एक सरल कम रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर के डिज़ाइन और कार्यान्वयन को कवर करता है। इसका उपयोग केक टेलीस्कोप मौना केआ, हवाई में किया गया था।
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[ http://mas.arc.nasa.gov/reference/MAS.pdf बादल, एरोसोल, जल वाष्प और सतह गुणों के रिमोट सेंसिंग के लिए एयरबोर्न स्कैनिंग स्पेक्ट्रोमीटर]
0.55 और 14.2 मिमी के बीच 50 संकीर्ण बैंड चैनलों में परावर्तित सौर और उत्सर्जित थर्मल विकिरण को मापने के लिए एक एयरबोर्न स्कैनिंग स्पेक्ट्रोमीटर विकसित किया गया था। उपकरण अंतरिक्ष से बादल, एरोसोल, जल वाष्प और सतह के गुणों के रिमोट सेंसिंग के लिए एल्गोरिदम विकसित करने और मान्य करने के प्रयोजनों के लिए आउटगोइंग विकिरण की मल्टीस्पेक्ट्रल छवियां प्रदान करता है। स्पेक्ट्रोमीटर 2.5-एमआरएडी तात्कालिक दृश्य क्षेत्र के साथ, विमान उड़ान ट्रैक के लंबवत 37 किमी की पट्टी की चौड़ाई को स्कैन करता है। इस प्रकार 20 किमी की नाममात्र विमान ऊंचाई से नादिर पर 50 मीटर के स्थानिक रिज़ॉल्यूशन के साथ छवियां उत्पन्न होती हैं। स्पेक्ट्रल बैंडों में से उन्नीस यह शोधपत्र MODIS एयरबोर्न सिम्युलेटर के ऑप्टिकल, मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और डेटा अधिग्रहण प्रणाली डिजाइन का वर्णन करता है और नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन ER-2 विमान पर प्राप्त मापों से प्राप्त कुछ प्रारंभिक परिणाम प्रस्तुत करता है जो इस उपकरण द्वारा उत्पादित डेटा के प्रदर्शन और गुणवत्ता को दर्शाते हैं।
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सार : हम मल्टी-स्पेक्ट्रल चैनल ऑपरेशन में सक्षम एक नया फोटोडिटेक्टर प्रस्तावित करते हैं। यह डिवाइस ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम को कैप्चर करने के लिए क्वांटम डॉट प्लेन की क्षमता और स्पेक्ट्रल रूप से संवेदनशील रीड-आउट करने के लिए रेज़ोनेंट-टनलिंग संरचना का उपयोग करता है। हम InAs–GaAs–Al x Ga 1 2 x As सिस्टम में बनाया गया एक डिज़ाइन प्रस्तुत करते हैं। हम ऑप्टिकल चैनल क्षमताओं के यथार्थवादी सिमुलेशन भी प्रस्तुत करते हैं, साथ ही डिवाइस की संभावित समस्याओं की चर्चा भी करते हैं।
