Un spectrometru măsoară lumina similară cu modul în care o cameră face o fotografie. Spectrometrul face o fotografie rapidă a luminii și oferă o imagine (sau un grafic) a ieșirii de lumină. Ea face acest lucru prin închirierea în lumină pentru o perioadă scurtă de timp, descompunerea semnalului de intrare și răspândirea-l într-o matrice de senzori care separă fiecare lungime de undă și apoi scalează-l pe baza sensibilității senzorilor și amplitudinea semnalelor de intrare.
Radiometrele sunt similare prin faptul că măsoară luminile de ieșire / amplitudine, dar diferă prin faptul că nu vă pot spune ce lungimi de undă au fost emise sau amplitudinea lor individuală. Un radiometru măsoară de obicei curentul sau tensiunea de intrare de la senzor, care este proporțională cu nivelul de lumină care ajunge la senzor. Contorul aplică apoi un factor de corecție/calibrare semnalului de intrare pentru a oferi o măsurare calibrată a nivelului de lumină. Contorul oferă o singură citire pentru toate lungimile de undă ale luminii care ajung la senzor într-un singur rezultat combinat.
Spectrometrul este unitatea de bază a unui spectroradiometru. Spectroradiometrele includ optica de intrare și calibrări care permit spectrometrului să efectueze citiri calibrate ale puterii, intensității și iradianței/strălucirii în unități optice sau lux/nm, lumeni/nm, wați/nm, W/cm2/sr/nm etc. Deși pentru a fi clar, mulți oameni schimbă termenii spectrometru calibrat, spectrometru și spectroradiometru.
Spectrometrele au senzori interni care pot măsura instantaneu lumina și pot împărți semnalul de intrare într-o matrice de detectoare care măsoară semnalul în benzi mici sau lungimi de undă individuale în funcție de rezoluția sistemului. (adică rezoluție de 1 nm, 5 nm sau 10 nm). Acest lucru se realizează prin utilizarea matricelor CCD (dispozitiv cuplat la încărcare) sau a senzorilor de imagine CMOS (semiconductori complementari cu oxid de metal).
Calibrarea este apoi aplicată fiecărei lungimi de undă pentru a converti semnalul fiecărui pixel în număr la o citire calibrată atât a amplitudinii, cât și a lungimii de undă care este de obicei reprezentată grafic într-un grafic de pe afișajul intern sau pe un PC. Aceste citiri calibrate ale lungimii de undă și ale nivelului de lumină sunt apoi convertite de numeroși algoritmi pentru a calcula temperatura culorii, duv și CRI.
Spectrometrele sunt cel mai frecvent vândute pentru a măsura UV la VIS sau NIR într-o singură scanare. Există sisteme care sunt capabile să măsoare UVC și IR, deși de obicei precizia acestor lungimi de undă exterioare este redusă în special pentru un sistem cu bandă largă.
Spectrometrele pot oferi o lungime de undă calibrată de foarte precisă și citirea nivelului de lumină, cu condiția ca semnalul să fie suficient de puternic în întregul spectru care urmează să fie măsurat. Spectrometrele au probleme cu lumina și zgomotul fără stăpân atunci când semnalul este slab în general sau când ieșirea VIS / NIR este semnificativ mai puternică decât UV / IR.
Un radiometru sau un contor de lumină constă de obicei dintr-un corp de metru care măsoară curentul de tensiune de la un detector intern sau extern. Detectorul (senzor sau foto-diodă) este proiectat pentru a măsura o anumită bandă de lumină, așa cum se arată în curbele de sensibilitate de mai jos. (adică SiC (carbură de siliciu) 215-355, SI (siliciu) 200-1100nm, InGaAs 850-1700 nm...)
Filtrele sunt apoi adăugate la senzor pentru a trece lumina care urmează să fie măsurată și pentru a bloca lungimile de undă nedorite din măsurători. Combinația de filtre de senzori creează curba de sensibilitate dorită, adesea numită curbată în formă de clopot. Mai jos sunt prezentate trei filtre diferite pe aceeași foto-diodă de siliciu pentru a crea 3 curbe de sensibilitate diferite pentru UVA / VIS, UVA și VIS.
Există, de asemenea, filtre care sunt concepute pentru a oferi o sensibilitate mai uniformă pe o anumită bandă, care este deosebit de util pentru măsurarea LED-uri, lasere și alte surse de bandă îngustă.
Senzorii sunt de obicei calibrați la intensitatea maximă și măsoară toată lumina de sub curbă pentru a oferi o citire combinată în unități precum lux, W / cm2, lumeni, wați, candela etc.
Radiometrele oferă o funcționare mai simplă și sunt mai puțin predispuse la zgomot și lumină rătăcită atunci când sunt filtrate corespunzător. Deoarece radiometrele se bazează pe filtru pentru a crea o potrivire cu sursa de lumină, variația filtrelor de la diferiți producători de contoare de lumină adaugă unele dificultăți atunci când se compară rezultatele contoarelor de lumină de la diferiți furnizori. De asemenea, curba în formă de clopot a filtrului poate crește eroarea totală pentru sursele de lumină care au numeroase vârfuri sau un vârf care nu se află la lungimea de undă centrală a filtrului. Unele dintre aceste erori pot fi corectate cu calibrarea lungimii de undă personalizate și algoritmi, în timp ce altele sunt prea dificil de corectat cu un singur design de filtru. Multe radiometre pot fi utilizate cu numeroși senzori pentru a acoperi multe benzi diferite de lumină, cum ar fi UVA, 250-400, VIS etc.
