የጠፈር የፀሐይ ሽፋን መስታወት፡ ለምን ሴሪየም፣ እና እንዴት ማንበብ እንደሚቻል

ፈጣን መልስ፦ የጠፈር የፀሐይ ሴሎች በአንድ አስረኛ ሚሊሜትር መስታወት ይሸፈናሉ፣ መስታወቱም ከማሸጊያነቱ ይልቅ የኦፕቲካል ንድፉ አካል ነው። ሴሪየም ወደ እሱ የሚጨመረው አጭር የሞገድ ርዝመት ያለው አልትራቫዮሌት ከስር ካለው ማጣበቂያ በፊት ስለሚስብ እና መስታወቱ ከዓመታት ጨረር በኋላ ማስተላለፉን እንዲቀጥል ስለሚረዳ ነው። የሽፋን መስታወት የመረጃ ሉህ ማንበብ ማለት ሦስት የተለያዩ ዓይነት ቁጥሮችን ማንበብ ማለት ነው፡ የባንድ አማካይ፣ የአንድ የሞገድ ርዝመት እሴት፣ እና የተወሰነ መቁረጫ።

በምህዋር ላይ ያለ የፀሐይ ድርድር አንድ ተግባር አለው፡ ተልዕኮው እስከሚቆይ ድረስ የፀሐይ ብርሃንን ወደ ኤሌክትሪክ መቀየር። በፀሐይ እና በከፊል አስተላላፊው መካከል ያለው ሁሉም ነገር ሴሉን እየጠበቀ ወይም የድርድሩን ኃይል እያሳጣ ነው፣ የሽፋን መስታወቱም ሁለቱንም በአንድ ጊዜ ያደርጋል። በስርዓቱ ውስጥ የመጀመሪያው የኦፕቲካል አካል ነው እና ከአካባቢው ጋር በቀጥታ በመገናኘት መቆየት ያለበት ብቸኛው አካል ነው።

ያ ድርብ ሚና የመሸፈኛ መስታወት ምርጫን አስቸጋሪ የሚያደርገው ነው። ወፍራም መስታወት ሴሉን ከተሞሉ ቅንጣቶች ይከላከላል እና አብዛኛውን ጊዜ በጅምላ ለተገደበ መዋቅር ጅምላ ይጨምራል። አልትራቫዮሌትን መምጠጥ ከታች ያለውን ማጣበቂያ ይጠብቃል እና ሴሉ በማንኛውም ሁኔታ በብቃት ላይጠቀምባቸው የሚችላቸውን ብርሃኖች ያስወግዳል፣ ነገር ግን ይኸው የመምጠጥ ዘዴ ንድፉ ከመጠን በላይ ከተገፋ ጠቃሚ የሞገድ ርዝመቶችን ሊቀንስ ይችላል።

ይህ ገጽ ከመስታወቱ የፊት ገጽታ ጀምሮ እስከ የተገጣጠመው ሴል I-V ኩርባ ድረስ ያለውን የብርሃን መንገድ ይከተላል። ሴሪየም በመስታወቱ ውስጥ ምን እንደሚሠራ፣ እሱን የሚገልጹትን የዳታሺት ቁጥሮች እንዴት ማንበብ እንደሚቻል እና በአንድ የተወሰነ የሞገድ ርዝመት ላይ የሚፈጠር ኪሳራ ከአንድ በላይ የመምጠጥ ንብርብር ባለው ሴል ውስጥ ወደ የกระแส ኪሳራ እንዴት እንደሚቀየር ይሸፍናል።

ብርሃን ወደ ሴሉ ከመድረሱ በፊት የሚያቋርጣቸው

ወደ የሶላር ድርድር የሚደርሰው የፀሐይ ብርሃን መጀመሪያ የሽፋን መስታወቱን፣ ከዚያ ግልጽ የሆነ ሙጫ፣ ከዚያም ሴሉን ያገኛል። መስታወቱ ቀጭን ነው፣ በአስረኛ ሚሊሜትር የሚለካ፣ እና በአንድ ጊዜ ሁለት ተግባራትን ይወጣል፦ በውጪው በኩል የጠፈር አካባቢን ይቋቋማል፣ እና ሴሉ እንዲጠቀምበት የተነደፈውን ብርሃን ያስተላልፋል። ምን ያህል አጭር-ሞገድ አልትራቫዮሌት እንደሚያስወግድ እና ምን ያህል ጠቃሚ ብርሃን እንደሚይዝ ሁለቱም በተጠናቀቀው ስብሰባ አፈጻጸም ውስጥ ይታያሉ።

ሙጫው የአልትራቫዮሌት ጥያቄ አስፈላጊ የሆነበት ምክንያት ነው። ለተልዕኮው ዕድሜ ሙሉ ተጣብቆ እና ግልጽ ሆኖ መቆየት አለበት፣ እና በኃይለኛ ብርሃን እና በተቀረው የጠፈር አካባቢ ውስጥ ሊጨልም ይችላል። የጨለመ የሙጫ ንብርብር ወደ ሴሉ የሚደርሰውን ይቀንሳል፣ ይህም በกระแส ቅናሽ ሆኖ ይታያል። የሙጫ እጩዎች በሁለት የመስታወት ሳህኖች መካከል ተይዘው ረጅም ጊዜ የሚቆይ የአካባቢ ማስመሰያ በማስኬድ ተመርምረዋል፣ በቀለም እና በማስተላለፍ ላይ የሚከሰቱ ለውጦች እንደ ግምገማ መስፈርት ሆነው። እንዲህ ዓይነቱ ምርመራ ሙጫውን ይለካል፣ መስታወቱን አይደለም።

ከዚያም ሁለት ሂደቶች መለየት አለባቸው። ማጣራት የሚጀምረው የሽፋን መስታወቱ ከተጣበቀበት የመጀመሪያ ቀን ጀምሮ ነው፡ ወደ ማጣበቂያው የሚደርሰውን ስፔክትረም ወዲያውኑ እና በቋሚነት ይለውጣል። እርጅና የሚከሰተው በዝግ የሰዓት ምት ነው፡ ማጣበቂያው በዓመታት ብርሃን አስተላልፎ ሊያጣ ይችላል፣ መስታወቱም ራሱ ሊጨልም ይችላል። ስለዚህ ተመሳሳዩ የመስታወት-ማጣበቂያ-ሴል ጥምረት የመጀመሪያ መለኪያ እና ከተወሰነ የአካባቢ ሙከራ በኋላ የተያዘ አፈጻጸም መለኪያ ይፈልጋል፣ ሁለቱም እርስ በርስ ሊለዋወጡ አይችሉም።

ለምን ሴሪየም፣ እና አልትራቫዮሌት የሚቆመው የት ነው

የፀሐይ ብርሃን ሰፊ የሞገድ ርዝመት ክልልን ይሸፍናል፣ አጭሩ ጫፉም በአንድ ፎቶን የበለጠ ጉልበት ይይዛል። እዚህ ሁለት ባንዶች አስፈላጊ ናቸው፡ UV-B ከ280 እስከ 315 ናኖሜትር እና UV-A ከ315 እስከ 400 ናኖሜትር ይሸፍናል። በሞገድ ርዝመት እና በፎቶን ጉልበት መካከል ያለው ግምታዊ ግንኙነት E ≈ 1240/λ ነው፣ E በኤሌክትሮን ቮልት እና λ በናኖሜትር ሲሆን፣ ይህም የ300 ናኖሜትር ፎቶን በ4.13 eV እና የ400 ናኖሜትር ፎቶን በ3.10 eV አካባቢ ያደርገዋል።

በእያንዳንዱ ፎቶን ውስጥ ያለው ተጨማሪ ጉልበት በቁሶች ውስጥ ፎቶኬሚስትሪን የሚያንቀሳቅሰው ነው። ማጣበቂያው ለእሱ በጣም የተጋለጠው አካል ነው፣ እና ከእሱ ለማራቅ ሁለት የተረጋገጡ የምህንድስና መንገዶች አሉ። አንደኛው የተቀላቀለ ሲሊካ ሽፋን መስታወት ነው፣ እሱም ወደ አልትራቫዮሌት ጥሩ በሆነ መልኩ ያስተላልፋል፣ በላዩ ላይ ያለው ሽፋን አጭር የሞገድ ርዝመቶችን ወደ ውጭ ይመልሳል። ሌላው በሴሪየም የተጨመረ ቦሮሲሊኬት መስታወት ነው፣ እሱም እነዚያን የሞገድ ርዝመቶች ወደ ማጣበቂያው ከመድረሳቸው በፊት በቁሱ ውስጥ ይስባቸዋል። ሁለቱም አቀራረቦች በአንድ የኦፕቲካል መንገድ ላይ ያለውን ተመሳሳይ ችግር በተለያዩ የክምር ቦታዎች ይፈታሉ።

የንድፍ ጥያቄው የትኞቹ የሞገድ ርዝመቶች እንደሚወገዱ እና የትኞቹ እንደሚቆዩ ነው። የሚታይ እና የቅርብ-ኢንፍራሬድ ብርሃን በሲሊኮን ወይም በጋሊየም አርሴናይድ ሴል ውስጥ አብዛኛውን የፎቶካሬንት ይይዛል፣ ስለዚህ መስታወቱ በዚያ ቦታ ግልጽ ሆኖ መቆየት አለበት፣ እና የማጣሪያ ጠርዙ ቦታ ከመስታወቱ ስብጥር፣ ከውፍረቱ እና ከሂደቱ ጋር ይንቀሳቀሳል። በጣም ወደ ሚታየው ክልል ውስጥ የሚስብ ሽፋን መስታወት ማጣበቂያውን ይጠብቃል እና የድርድሩን ኃይል ያሳጣል።

የሴሪየም ሁለት ተጽዕኖዎች፣ በሁለት የጊዜ መለኪያዎች

ሴሪየም ከተላለፈበት ጊዜ ስፔክትረም ጋር ምንም ግንኙነት የሌለው ሁለተኛ ሥራ ይሠራል። ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ቅንጣቶች እና ኃይለኛ አልትራቫዮሌት በመስታወት ውስጥ አዲስ የሚስቡ ጉድለቶችን ሊፈጥሩ ይችላሉ፤ ይህም ቀስ በቀስ ይጨልማል እና ብዙውን ጊዜ የጨረር ጨለማ ወይም ሶላራይዜሽን ይባላል። ከሴሪየም ጋር የተያያዙ ክፍሎች ያንን ለውጥ ለመግታት ይረዳሉ፤ ስለዚህ መስታወቱ ከጨረር በኋላ ከማይታከልበት አቻው የበለጠ ስርጭቱን ይይዛል።

ሁለቱ ውጤቶች በተለያየ መንገድ ይለካሉ። የመጀመሪያው ማጣሪያ እንደተመረተው ከመስታወቱ ስርጭት ስፔክትረም ይነበባል፤ አጭር የሞገድ ርዝመቶችን መላለፍ የሚጀምርበትን ቦታ ጨምሮ። ማቆየቱ የሚነበበው ተመሳሳዩ መስታወት ከተወሰነ ጨረር በፊትና በኋላ ሴሉ በትክክል በሚጠቀምበት ባንድ ውስጥ በመለካት ነው። የሽፋን መስታወት በአንዱ ጠንካራ በሌላው ደካማ ሊሆን ይችላል፤ ለዚህም ነው ሁለቱም ቁጥሮች በንጽጽሩ ውስጥ መካተት ያለባቸው።

ሴሪየም በመስታወቱ ውስጥ ምን እያደረገ ነው

ሴሪየም ከሌሎቹ ጥሬ እቃዎች ጋር ወደ መስታወት ማቅለጫው ይገባል እና ከአንድ በላይ የኦክሲዴሽን ሁኔታ ሊያጠናቅቅ ይችላል። አስፈላጊ የሆኑት ሁለቱ Ce³⁺ እና Ce ናቸው⁴⁺የቫለንስ ሁኔታ ለኤሌክትሮኖች የሚገኙትን የኃይል ደረጃዎች ይለውጣል፣ እና ስለዚህ ቁሱ የትኞቹን ፎቶኖች መምጠጥ እንደሚችል ይወስናል። የመስታወቱ ስብጥር፣ በሚቀልጥበት እና በኋላ በሚካሄድበት ጊዜ ያሉት የሬዶክስ ሁኔታዎች በሁለቱ መካከል ያለውን ሚዛን በሙሉ ይጎዳሉ፣ ለዚህም ነው ሁለት ሴሪየም የተጨመረባቸው መስታወቶች የተለያዩ የማስተላለፊያ ኩርባዎች ሊኖራቸው የሚችለው።

አንድ የመምጠጥ መንገድ በCe³⁺ አዮን ውስጥ ያለ ኤሌክትሮን ፎቶን መምጠጥና ከዝቅተኛ 4f ደረጃ ወደ 5d ደረጃ መሸጋገር ነው። ሁለተኛው አስተዋጽኦ ከCe⁴⁺ጋር የተያያዘ የክፍያ ሽግግር ነው፣ ኤሌክትሮን ከተለያዩ አዮኖች ጋር በተያያዙ ሁኔታዎች መካከል ሲንቀሳቀስ። ሁለቱም ተመሳሳይ ኃይል ያላቸውን ፎቶኖች ይጠቀማሉ፣ እና ሁለቱም ቦታቸውና ጥንካራቸው በመስታወቱ አስተናጋጅ ላይ የሚመረኮዙ የመምጠጥ ባንዶችን ያመነጫሉ። ለንግድ ሽፋን መስታወት፣ የማጣሪያ አፈጻጸሙ በየምግብ አዘገጃጀቱ ላይ ሳይሆን በተጠናቀቀው ምርት በተለካው የማስተላለፊያ ስፔክትረም ላይ ይመዘናል።

የመልሶ ማገገሚያ ባህሪው የራሱ የሆነ ዘዴ አለው። ከጨረር በኋላ፣ ኤሌክትሮኖችና የተዉት ክፍተቶች በመስታወቱ ውስጥ ባሉ የአካባቢ አወቃቀሮች ተይዘው አዲስ የመምጠጥ ማዕከላትን ሊፈጥሩ ይችላሉ፣ ይህም ዓይን እንደ ጨለማ የሚያየው ነው። በ1962 በፖታሲየም ባሪየም ሲሊኬት መስታወት ላይ የተደረገ ሙከራ ናሙናዎችን በጋማ ጨረሮች በተመሳሳይ የቀለም መጠን ካጨለመ በኋላ ምን ያህል ፍጥነት እንደሚያደክሙ አወዳድሯል። ብዙ Ce ያላቸው ናሙናዎች³⁺ በፍጥነት ቀንሷል፣ እና የቀረበው ማብራሪያ ሴሪየም የኤሌክትሮን እና የቀዳዳውን ውህደት ስለሚያበረታታ የሚሳቡት ጉድለቶች ቀስ በቀስ ይወገዳሉ የሚል ነበር። ይህ ከመልሶ ማግኛው ጀርባ ያለ አንድ ዘዴ ነው፤ የጠፈር መሸፈኛ መስታወት የሚገለጸው ከተወሰነ ጨረር በኋላ ምን ያህል ስርጭት እንደሚይዝ ነው፣ ይህም በተመሳሳይ መስታወት ላይ ከዚህ በፊት እና በኋላ ይለካል።

የቁስ መረጃ ሉሆች እና የምርት መረጃ ሉሆች እንዲሁ በሁለት የተለያዩ ደረጃዎች ይሠራሉ። የቅንጅት ሰንጠረዥ በጥሬ ኦክሳይዶች ባች ውስጥ ያለውን የሴሪየም ኦክሳይድ የጅምላ ክፍልፋይ ሊገልጽ ይችላል፣ ይህም የቁሱን ስርዓት ይገልጻል። የስርጭት እሴቶቹ መስታወቱ ከተሠራ በኋላ ያለውን የኦፕቲካል ውጤት ይገልጻሉ። ሁለት የተጠናቀቁ መሸፈኛ መስታወቶችን ለማነጻጸር፣ ውፍረቱ፣ የስርጭት ስፔክትረም እና ከጨረር በኋላ ያለው ለውጥ ንጽጽሩ የሚያረፍባቸው ነገሮች ናቸው።

የመረጃ ሉህን አንድ ረድፍ እንዴት ማንበብ እንደሚቻል

በተሰጠ የሞገድ ርዝመት ላይ ያለው ስርጭት ከናሙናው የሚወጣው የኦፕቲካል ኃይል ከሚገባው ኃይል ጋር ያለው ጥምርታ ነው፣ ይህም የመረጃ ሉሁ በሚገልጸው የመለኪያ አቀራረብ ውስጥ ነው። በ400 ናኖሜትር ላይ 91.3% የሚል ንባብ ማለት፣ በዚያ አቀራረብ ውስጥ፣ በዚያ የሞገድ ርዝመት ከሚገቡ 100 የብርሃን ክፍሎች ውስጥ ወደ 91.3 የሚሆኑት ወደ መውጫው ይደርሳሉ፤ ቀሪው በመስታወቱ ውስጥ ባለው የገጽታ ነጸብራቅ እና ስርጭት ይብራራል።

በ0.100 ሚሊሜትር ውፍረት ያለ ሽፋን የሌለው ተወካይ ሴሪየም የተጨመረበት ቦሮሲሊኬት የሽፋን መስታወት በአንድ ረድፍ ላይ ሁለት ንባቦች ይታተማል፡ ከ300 እስከ 315 ናኖሜትር ያለው 11.4% የሂሳብ አማካይ፣ እና በ400 ናኖሜትር 91.3% የሆነ ነጠላ ነጥብ። የመጀመሪያው በባንድ ላይ ያሉ በርካታ የተለኩ ነጥቦችን ያጠቃልላል፤ ሁለተኛው አንድን የሞገድ ርዝመት ይገልጻል። ሁለቱም ትክክል ናቸው፣ እና አንዱ በሌላው ቦታ ሊያገለግል አይችልም።

ከ300 እስከ 315 ናኖሜትር የUV-B ረጅም ሞገድ ርዝመት ጫፍ ነው፣ 400 ናኖሜትር ደግሞ የሚታየው ብርሃን በሚጀምርበት አቅራቢያ በUV-A ረጅም ሞገድ ርዝመት ጠርዝ ላይ ይገኛል። የባንድ አማካይ መስታወቱ በዚያ ክልል ውስጥ በአማካይ ምን ያህል እንደሚያስተላልፍ ይመልሳል። ፀሐይ በዚያ ምን ያህል ፎቶኖች እንደሚያደርስ ግን አይናገርም፣ ሁለቱም የተለያዩ ጥያቄዎች ናቸው። የกระแสን መገመት በእያንዳንዱ የሞገድ ርዝመት ያለውን ማስተላለፍ በፀሐያዊ ፎቶን ቁጥር እና በዚያ የሞገድ ርዝመት ያለው የሴል ምላሽ ማባዛት ይጠይቃል፣ ለዚህም ነው ተመሳሳይ የባንድ አማካይ በተለያዩ ስፔክትራዎች ስር የተለያዩ የกระแส ኪሳራዎችን ሊያስገኝ የሚችለው።

መቁረጫውን በጥንቃቄ ማንበብ ጠቃሚ ነው። ምርቱ ማስተላለፍ በተጠቀሰው ውፍረት 46% የሚደርስበትን ቦታ እንደ መቁረጫ ይገልጻል። ይህ በአምራቹ የተመረጠ ስምምነት ነው፣ የቁሱ ህግ አይደለም። በዚያው የመረጃ ሉህ ውስጥ 332 ናኖሜትር በUV-A አጭር የሞገድ ርዝመት ጎን ላይ ይገኛል፣ ከዚያም ማስተላለፍ በሽግግር ክልል በኩል ወደሚታየው ክፍል ይጨምራል። በስፔክትረሙ ላይ ስንንቀሳቀስ፣ የሚቀየረው ቁጥር ስምምነቱ የሚገልጸው ነው።

ተመሳሳይ መስታወት፣ በአንድ የሞገድ ርዝመት ላይ ሶስት ቁጥሮች

ተመሳሳዩ የመረጃ ሉህ በ400 ናኖሜትር ሶስት እሴቶችን ይዘረዝራል፦ 91.3% ላልተሸፈነ መስታወት፣ 92.3% በአንድ ጎን ፀረ-ነጸብራቅ ሽፋን ላለው መስታወት፣ እና 95.8% ብርሃኑ ወደ ሙጫው ውስጥ ሲገባ ለሚከሰተው ሁኔታ። ሶስተኛው አምድ ብዙውን ጊዜ ማብራሪያ የሚፈልገው ነው፣ ምክንያቱም ከፍተኛ ቁጥር የተሻለ መስታወት ይመስላል ነገር ግን በእውነቱ የተለየ መለኪያ ነው።

ብርሃን ከአንድ ቁስ ወደ ሌላ ሲያልፍ፣ ጥቂቱ ይንጸባረቃል፣ ምን ያህሉ እንደሚንጸባረቅ ደግሞ በሁለቱ ወገን ባሉት የማጣቀሻ ኢንዴክሶች ላይ ይመሰረታል። የአንድ ሙጫ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ከአየር ይልቅ ለመስታወት በጣም ቅርብ ነው፣ ስለዚህ የመስታወት-አየር ግንኙነትን በመስታወት-ሙጫ ግንኙነት መተካት ከመስታወቱ ጀርባ ያለውን ነጸብራቅ ይቀንሳል፣ ተጨማሪ ብርሃንም ወደ ሙጫው ይቀጥላል። መለኪያው የሚደረገው ያንን ግንኙነት በማስመሰል ነው፡ ወደ 1.41 የሚጠጋ ኢንዴክስ-አስተካካይ ፈሳሽና የጀርባ ጠፍጣፋ ሙጫውን ይወክላሉ፣ ከጀርባ ጠፍጣፋው ውጫዊ ገጽታ የሚመጣው ነጸብራቅም ከውጤቱ ተስተካክሎ ይወገዳል። የ95.8% እሴቱ የሚያበቃው ብርሃን ወደ ሙጫው በሚገባበት ቦታ ነው፣ ስለዚህ በእውነተኛው ሙጫ ውስጥ ያለው መምጠጥና በሙጫ-ሴል ግንኙነት ላይ ያለው ነጸብራቅ አሁንም ይቀራሉ።

እንዲሁም ሽፋኖቹን ለየብቻ ማድረግ ይረዳል። የፀረ-ነጸብራቅ ሽፋን የሚኖረው ሴሉ የሚፈልገውን ብርሃን ነጸብራቅ ለመቀነስ ነው፣ ይህም በጠቃሚ ባንዶች ውስጥ ስርጭትን ይጨምራል። በተቀላቀለ ሲሊካ መንገድ ላይ ያለው አልትራቫዮሌት-አንጸባራቂ ሽፋን የሚኖረው አጭር የሞገድ ርዝመቶችን ወደ ውጭ ለመመለስ ነው፣ ይህም በዚያ ቦታ ስርጭትን ይቀንሳል። እነሱ በአንድ ገጽታ ላይ ይገኛሉ ነገር ግን በስፔክትረሙ ተቃራኒ ጫፎች ላይ ተቃራኒ ነገሮችን ያደርጋሉ። ተፈላጊ የሽፋን መስታወቶችን ሲያወዳድሩ፣ አወዳድሩ መጀመሪያ ውፍረቱን፣ የሽፋኑን ሁኔታና የመውጫ አውሮፕላኑን ማስተካከል አለበት፣ ከዚያም ሴሉ ምላሽ በሚሰጥበት ባንድ ውስጥ ስርጭቱን ማንበብ አለበት።

ውፍረት በአንድ ጊዜ ሶስት ነገሮችን ይለውጣል

ውፍረት ኦፕቲክስን፣ ክብደትን እና የጨረር መከላከያን የሚያገናኝ መለኪያ ነው። ብርሃን በቁሱ ውስጥ ረዘም ላለ ርቀት ይጓዛል፣ ስለዚህ የሚሳቡ ባንዶች የበለጠ ይዳከማሉ። የቦታ ጥግግት በቀላሉ የቁስ ጥግግት በውፍረት ተባዝቶ የሚገኝ ነው፦ በአንድ ኪዩቢክ ሴንቲሜትር 2.51 ግራም ጥግግት ላይ፣ 0.100 ሚሊሜትር ብርጭቆ በአንድ ካሬ ሜትር 0.251 ኪሎግራም አካባቢ ይሆናል። በክብደት የተገደበ ድርድር ላይ፣ እያንዳንዱ ተጨማሪ አስረኛ ሚሊሜትር በመከላከያ ወይም በኦፕቲካል አፈጻጸም ውስጥ ቦታውን ማረጋገጥ አለበት።

የመረጃ ሉሆች ለተለያዩ መለኪያዎች ውፍረቶችን ብዙ ጊዜ ይለያሉ፣ ይህንንም ማስተዋል ጠቃሚ ነው። ለተመሳሳይ ብርጭቆ ከጨረር በፊትና በኋላ የታተሙት ቀጣይ ስፔክትራዎች በ0.150 ሚሊሜትር ናሙና ላይ የተወሰዱ ናቸው። መጋለጡ በቫኪዩም ውስጥ የተገለጸ የሶላራይዜሽን ሁኔታ ሲሆን፣ ከ2000 የፀሐይ ሰዓታት አቻ ጋር ተቀናጅቷል። ከላይ ያሉት ሶስቱ ነጠላ እሴቶች የ0.100 ሚሊሜትር ናሙና ናቸው። ሁለቱም ጠቃሚ ናቸው፣ እና የተለያዩ ጥያቄዎችን ይመልሳሉ፦ አንደኛው ቁሱ በጨረር ስር እንዴት እንደሚሻሻል ያሳያል፣ ሌላኛው በተወሰነ ውፍረት ላይ የተወሰነ ንባብ ይሰጣል።

ከጠፉ ፎቶኖች ወደ የጠፋ ጅረት

ከተላላፊነት ቁጥር ወደ የกระแส ቁጥር የሚወስደውን መንገድ በቀላል ቆጠራ መከተል ይቻላል። ጠባብ ባንድ እና 100 ፎቶኖች በሸፋፋኑ መስታወት ላይ ይድረሱ። 80 ቱ መስታወቱን እንደሚያቋርጡ እና 90% የሚሆኑት ማጣበቂያውን እንደሚያቋርጡ እናስብ፣ ስለዚህ 72 ወደ ሴሉ ፊት ይደርሳሉ። በዚህ የማሸጊያ ሁኔታ 60% የሚሆኑት ወደ ሴሉ የሚደርሱ ፎቶኖች በውጫዊ ዑደት ውስጥ ከተሰበሰበ ክፍያ ጋር እንደሚመሳሰሉ እናስብ። የተሰበሰበው ክፍያ ከዚያም በአማካይ 72 × 0.60 = 43.2 የኤሌክትሮን ክፍያዎች ይሆናል፣ እና አማካይ ስለሆነ ክፍልፋይ ሊሆን ይችላል።

43.2 ን በደረሱት 100 ፎቶኖች መከፋፈል ለዚያ ስብስብ የዚያ ባንድ ውጫዊ የኳንተም ቅልጥፍና ይሰጣል፡ ከማጣቀሻው ገጽታ የሚገባ እያንዳንዱ ፎቶን በአማካይ ምን ያህል ቻርጅ በውጪ እንደሚሰበሰብ። ውጫዊ የሚለው ቃል አስፈላጊ ነው፣ ምክንያቱም ማጣቀሻው ገጽታ ቆጠራ የሚጀምርበት ቦታ ነው፤ በእርቃን ሴል ላይ የሴሉ ፊት ነው፣ በተሸፈነ ስብስብ ላይ ደግሞ የሽፋኑ መስታወት ውጫዊ ጎን ነው። መስታወቱን ማጣበቅ የአየር-ሴል ቅንጅትን በሙጫ-ሴል ቅንጅት ይተካል እና እዚያ ያለውን ነጸብራቅ ይለውጣል፣ ይህም ስብስቡ እንደ ስብስብ ቢለካ የተሻለ የሚሆንበት አንዱ ምክንያት ነው።

አንድን ባንድ ወደ መላው ስፔክትረም ማራዘም የፎቶካረንት ጥግግትን በሞገድ ርዝመት ላይ እንደ ውህደት ይሰጣል። እሱ J_ph ≈ q ∫ Φ(λ) EQE_{መገጣጠሚያ}(λ) dλ ነው። እዚህ Φ ከሽፋኑ መስታወት ፊት ያለው የፀሐይ ፎቶን ፍሰት ነው፣ በአንድ ክፍል ስፋት፣ ጊዜ እና ሞገድ ርዝመት። EQE_{መገጣጠሚያ} የሚለካው የሽፋኑ መስታወት እንደ ማጣቀሻ ገጽታ ሆኖ ነው፣ q ደግሞ የመጀመሪያ ደረጃ ቻርጅ ነው፣ በግምት 1.602 × 10^-19 ኩሎምብ። ውህደቱ ድምር ነው፡ የፎቶን ፍሰት በኳንተም ቅልጥፍና ተባዝቶ በቻርጅ ተባዝቶ በሞገድ ርዝመቶች ላይ ይደመራል።

ለዚህም ነው 91.3% በ400 ናኖሜትር ላይ ለኃይል ምንም ትርጉም ከመስጠቱ በፊት ወደ ስፔክትረም ውስጥ መመለስ ያለበት። ፀሐይ በእያንዳንዱ ሰቅ ውስጥ ተመሳሳይ የፎቶኖች ብዛት አትሰጥም፣ ሴሉም ለእያንዳንዱ ሰቅ በእኩል አይመልስም። ሴሉ በደካማ ሁኔታ በሚመልስበት ሰቅ ውስጥ 10% ማጣት ጥቂት ጅረት ብቻ ያስከፍላል፤ አንድ የተወሰነ ንዑስ ሴል በሚደገፍበት ሰቅ ውስጥ ማጣት ግን በጣም የበለጠ ያስከፍላል። ስሌቱ ከተልዕኮው ጋር የሚስማሙትን ስፔክትረም፣ የሙቀት መጠን እና የጨረር ምላሽ መረጃዎች መጠቀም አለበት።

የተደራረቡ ሴሎች፦ ኪሳራው የሚያርፍበት ቦታ ወሳኝ ነው

ብዙ-መገናኛ ሴል የተለያዩ የስፔክትረም ክፍሎችን የሚወስዱ በርካታ ንዑስ ሴሎችን ያደራረባል፣ እነሱም በተከታታይ የተገናኙ በመሆናቸው አንድ ጅረት በሁሉም ውስጥ ያልፋል። ስለዚህ እያንዳንዱ መገናኛ በራሱ መለካት አለበት። አንድ መገናኛ እየተለካ ሳለ፣ ሌሎቹ በራሳቸው ሰቆች ውስጥ በብርሃን ይዘንባሉ ስለዚህም በቂ የፎቶ ጅረት ያቀርባሉ እና በሚለካው መገናኛ ላይ ገደብ አይፈጥሩም። ተስማሚ የቮልቴጅ ዘንበልም ሊተገበር ይችላል። ከዚያም የመመርመሪያ ብርሃኑን የሞገድ ርዝመት በመቃኘት የዒላማውን ንዑስ ሴል ምላሽ ነጥብ በነጥብ ይሰጣል።

በአሁኑ ማዛመጃ ትንተና ውስጥ ደካማው መገናኛ የሕብረቁምፊውን አሁን ይወስናል። ለላይኛው፣ መካከለኛው እና ታችኛው መገናኛ የፎቶ አሁን ጥግግቶች 18፣ 17 እና 20 ሚሊአምፔር በካሬ ሴንቲሜትር ያላቸውን መላምታዊ ባለሦስት መገናኛ ሴል እንውሰድ። መካከለኛው መገናኛ የሚገድበው ነው። የላይኛው መገናኛ አነስተኛ የአጭር ሞገድ ብርሃን እንዲያገኝ የሽፋን መስታወቱን ቀይር፣ ሦስቱም እሴቶች 16፣ 17 እና 20 ይሆናሉ፦ አሁን የላይኛው መገናኛ ይገድባል። ሁለቱ ሁኔታዎች በመጠን ተመሳሳይ ዓይነት ኪሳራ አላቸው፣ የተለያዩ ውጤቶችም አላቸው።

ወደ ገዳቢው መገናኛ ወይም ወደ እሱ የቀረበው መገናኛ የሚደርሰውን ብርሃን ማሻሻል ብዙውን ጊዜ ተከታታይ አሁኑን ለማሳደግ በጣም ቀጥተኛው መንገድ ነው። በሌሎቹ መገናኛዎች ላይ የሚደረጉ ለውጦች በቮልቴጅ አማካኝነት አጠቃላይ ኃይልን ሊነኩ ይችላሉ፣ ስለዚህ ትንተናው በንዑስ-ሴል አሁኖች ላይ አያበቃም። በመቀጠል የሴሉ ሙሉ የአሁን-ቮልቴጅ ኩርባ ይለካል፦ በእያንዳንዱ ተርሚናል ቮልቴጅ አሁኑ ይመዘገባል፣ በእያንዳንዱ ነጥብ ያለው ኃይል የሁለቱ ውጤት ነው፣ ከእነዚያም ውጤቶች ከፍተኛው የከፍተኛ ኃይል ነጥብ ነው። የሽፋን መስታወቱ የሚመጣውን ስፔክትረም ስለሚቀይር፣ ስፔክትረሙ የንዑስ-ሴል ፎቶ አሁኖችን ስለሚቀይር፣ ተከታታይ ግንኙነቱና ቮልቴጁም አንድ ላይ የውጤት ኃይልን ስለሚወስኑ፣ ዑደቱ በዳታሺት እሴት ብቻ ሳይሆን በመለኪያ መዘጋት አለበት።

አንድ ጥንቃቄ እዚህ ቦታ አለው። በብዝሃ-መገናኛ መለኪያ ልምምድ ላይ የተደረጉ ሪፖርቶች እንደሚጠቁሙት በሲሙሌተር ስፔክትረም እና በንዑስ-ሴል ምላሾች መካከል ያለው አለመጣጣም የሚለካውን ኩርባ እና ስለዚህም የሚለካውን ቅልጥፍና ይለውጣል። በአንድ የሲሙሌተር ስፔክትረም ስር የተሻለች የምትመስል ሴል በሌላ ስፔክትረም ስር የከፋች ልትመስል ትችላለች፣ እና የሽፋን መስታወቱ ሴሉ የሚያየውን ስፔክትረም ከሚወስኑት ነገሮች አንዱ ነው።

የሽፋን መስታወት ምርጫ እንዴት እንደሚታይ

ምርጫ የሚጀምረው ከቁሱ ሳይሆን ከተልዕኮው ነው፡ ድርድሩ የሚያየው ስፔክትረም፣ የሴሉ ዓይነት፣ የሚጠበቀው የሙቀት መጠን እና የሚፈለገው የአገልግሎት ዕድሜ። ከዚህ በመነሳት የሽፋን መስታወቱ ውፍረት እና የጨረር መከላከያ ግቡ ይወጣሉ። ከዚያም እጩዎች በተመሳሳይ ውፍረት፣ በተመሳሳይ የሽፋን ሁኔታ እና በተመሳሳይ የመለኪያ አውሮፕላን ላይ ይነጻጸራሉ፣ መጀመሪያ በማስተላለፍ ላይ፣ በኋላም በእውነተኛው ሙጫ እና ሴሎች ጋር የጉባኤውን የኳንተም ቅልጥፍና እና የሴል-ደረጃ የአሁኑ-ቮልቴጅ ኩርባ በመለካት።

የአካባቢ ምርመራ እርስ በርስ ሊነጻጸሩ የሚችሉ የምስክር ናሙናዎችን ይፈልጋል። የተለበጠ የመስታወት ናሙና በመስታወቱና በልብሱ ላይ ምን እንደሚሆን ያሳያል፤ የመስታወት-ማጣበቂያ ሳንድዊች ማጣበቂያውን ለይቶ ያሳያል፤ የተሟላ የሴል መሰብሰቢያ አጠቃላይ ውጤቱን ይለካል። ቁሳቁሶቻቸውና ሂደቶቻቸው ከበረራ ውቅር ጋር መመሳሰል አለባቸው፣ ስለዚህ ስፔክትረሙና የኤሌክትሪክ ውጤቶቹ ከመጋለጥ በፊትና በኋላ ሲነጻጸሩ ኪሳራው በአጠቃላይ መጠን ብቻ ከመለካት ይልቅ ለአንድ ንብርብር ሊመሰከር ይችላል። ኃይል ያጣ መሰብሰቢያ በራሱ አጠቃላይ የመበላሸት መለኪያ ነው።

የሙከራው ፕሮግራም በሚፈተነው ነገር ላይ ተመስርቶ ይከፋፈላል። የአልትራቫዮሌት መጋለጥ ማጣሪያን፣ የመስታወት መጨልምን እና የማጣበቂያ ማስተላለፊያ ኪሳራን ይመለከታል። የኤሌክትሮን እና የፕሮቶን ጨረር ለቁሱ እና ለሴሉ ተጓዳኝ የቅንጣት ሁኔታዎችን ይመለከታሉ። ከአጠቃቀም በፊት እና በኋላ የሚደረጉ መለኪያዎች ወጥ የሆነ ስፔክትረም፣ የሙቀት መጠን እና የማጣቀሻ ወለል ይጠቀማሉ፣ ስለዚህ በማስተላለፊያ ላይ የሚከሰት ለውጥ ከኤሌክትሪክ ውጤት ለውጥ ጋር ሊመሳሰል ይችላል። ተፈጻሚው መስፈርት በተመለከተ፣ ወሰኑ ከ50 ማይክሮሜትር በላይ ውፍረት ያላቸውን ክሪስታላይን ሲሊኮን እና ነጠላ ወይም ባለብዙ መገናኛ ጋሊየም አርሴናይድ ሴሎችን ይሸፍናል። እጅግ በጣም ቀጭን ተጣጣፊ እና አዳዲስ መንገዶች ከመሣሪያቸው እና ከማሸጊያ ባህሪያቸው አንጻር የራሳቸውን ተፈጻሚነት ግምገማ ይፈልጋሉ። ለተረጋገጡ የቁስ ጥምረቶች መደበኛው የአልትራቫዮሌት ማረጋገጫ አሁን ባለው የረጅም ጊዜ የመበላሸት መረጃ ላይ መመስረት ይችላል። አዲስ ጥምረት ከብቃት ማረጋገጫ በፊት መሠረቱን በረዥም የምህንድስና ሙከራ ማቋቋም አለበት። በዚያ ሙከራ ወቅት የአጭር ዑደት ጅረት በጠቅላላው የመጋለጥ ጊዜ ይከታተላል፣ እና የጅረት-ቮልቴጅ ኩርባዎች በደረጃዎች ይለካሉ፣ ስለዚህ የመሻሻሉ ሂደት ከመጨረሻው ነጥብ ብቻ ሳይሆን ይመዘገባል።

ተደጋጋሚ ጥያቄዎች

ዝቅተኛ ውፍረት ያለው መስታወት ብቻ ተጠቅመን ጉዳዩን ለምን አንጨርስም?

ውፍረት ብዛት ስለሆነ፣ በጠፈር መንኮራኩር ላይ ደግሞ ብዛት ሌሎች ሁሉም ነገሮች የሚወዳደሩበት በጀት ነው። ውፍረት ያለው መስታወት በውስጡ የሚያልፈውን ብርሃን የበለጠ ይስባል፣ ስለዚህ የመከላከያ ጥቅሙ ከኦፕቲካል ወጪ ጋር መመዘን አለበት። የንድፍ ነጥቡ ከፍተኛው ሳይሆን በማስተላለፍ፣ በመከላከያ እና በአካባቢ ጥግግት መካከል ያለ ሚዛን ነው።

በመስታወቱ ውስጥ ያለው ሴሪየም ከአልትራቫዮሌት ማጣሪያ ጋር አንድ ነው?

በተግባራዊነት አዎ፣ በሜካኒካዊነት ግን አይደለም። ማጣሪያ አንድን ጠርዝ የሚያስወግድ ተጨማሪ የኦፕቲካል አካል ነው፤ የሴሪየም ቅይጥ መስታወቱ ራሱ ያንን ጠርዝ እንዲስብ ያደርጋል። ሁለቱም ከታች ያለውን ንብርብር ይጠብቃሉ፣ እና በተደራራቢው ላይ በሚጨምሩት ነገር እና ከጨረር በኋላ በሚያሳዩት ባህሪ ይለያያሉ።

የመረጃ ሉህ ከርቭ ፋንታ የጠርዝ አማካይ የሚሰጠው ለምንድን ነው?

አንድ ቁጥር ለመግለጽና ለማነጻጸር ቀላል ስለሆነ፣ አማካዩም መስታወቱ አንድን ክልል ምን ያህል እንደሚያግድ ለመግለጽ አጭር መንገድ ስለሆነ ነው። ከርቭ የበለጠ መረጃ ይሰጣል፣ ብዙ የመረጃ ሉሆችም ሁለቱንም ያቀርባሉ፦ ለመግለጫ የተወሰኑ ንባቦችን እና ለምህንድስና ሥራ ቀጣይ ስፔክትራዎችን።

ከፍተኛ የማስተላለፍ ቁጥር ሁልጊዜ ምን ማለት ነው?

ያ ብቻ ነው፣ በተጠቀሰው የሞገድ ርዝመት እና በተጠቀሰው የመለኪያ አደረጃጀት ውስጥ፣ ተጨማሪ ብርሃን የመውጫውን አውሮፕላን አልፏል። መለኪያው ውፍረቱን፣ የሽፋኑን ሁኔታ እና የናሙናው የኋላ ክፍል እንዴት እንደተያዘ ያካትታል። ወደ ማጣበቂያው የሚደረግን መለኪያ ከአየር ወደሚደረግ መለኪያ ማወዳደር ሁለት መነጽሮችን ማወዳደር አይደለም፣ ሁለት አደረጃጀቶችን ማወዳደር ነው።

የተደራረበ የሴል መገናኛን በየመገናኛው ለምን መለካት ይቻላል?

ምክንያቱም መገናኛዎቹ በተከታታይ ስለሆኑ እና ደካማው የกระแสን መጠን ስለሚገድብ፣ እንዲሁም የመላው ሴል አንድ መለኪያ የትኛው መገናኛ የกระแส እጥረት እንዳለው ስለማይናገር ነው። በየመገናኛው የሚደረግ የኳንተም ቅልጥፍና ምላሹ የጎደለበትን ቦታ ያሳያል፣ ይህም በሽፋን መስታወቱ ላይ የሚከሰትን የስፔክትራል ለውጥ ከውጤት ለውጥ ጋር የሚያገናኘው መለኪያ ነው።

ተመሳሳዩ አመክንዮ በምድራዊ ሞጁሎች ላይም ይሠራል?

የኦፕቲክስ ክፍሉ ይሠራል፣ ቁጥሮቹ ግን አይሠሩም። ምድራዊ ሞጁልም የመስታወት ፊት፣ ማሸጊያ እና ሴል አለው፣ እና ስለ መገናኛዎች እና ስፔክትራዎች ያለው ተመሳሳይ አመክንዮ ይሠራል። የሚለየው አካባቢው ነው፡ ማሸጊያው ከእርጥበት እና ከሙቀት ዑደት ለመከላከል የተመረጠ እንጂ ከቫኪዩም አልትራቫዮሌት እና ከተሞሉ ቅንጣቶች ለመከላከል አይደለም፣ እና የብቃት ማረጋገጫ ምርመራዎቹም በዚህ መሠረት የተለያዩ ናቸው።

የመጨረሻ ሀሳቦች

ሴሪየም የተጨመረበት የሽፋን መስታወት በጠፈር የሶላር ድርድሮች ላይ የተለመደ የሆነው በእያንዳንዱ ደረጃ ሊረጋገጥ በሚችል ምክንያት ነው። ወደ አጣብ የሚደርሰውን አጭር የሞገድ ርዝመት አልትራቫዮሌት ይቀንሳል፣ እንዲሁም መስታወቱ ከጨረር በኋላ በማመንጨት ባንዶች ውስጥ ማስተላለፉን እንዲጠብቅ ይረዳል። ሁለቱም የይገባኛል ጥያቄዎች እንደ መፈክር ጠቃሚ አይደሉም። ጠቃሚ የሚያደርጋቸው ከተወሰነ መጋለጥ በፊትና በኋላ፣ ድርድሩ በትክክል በሚጠቀምበት ተመሳሳይ የኦፕቲካል መንገድ ላይ ሊለኩ መቻላቸው ነው።

ከመስታወት የመምጠጥ ባንድ እስከ ድርድ ውጤት ለውጥ ያለው ሰንሰለት በአጣብ፣ በግንኙነት ገጽታዎች፣ በንዑስ-ሴል ምላሾች እና በተከታታይ ግንኙነት በኩል ያልፋል። እያንዳንዱ አገናኝ የራሱ መለኪያ አለው፣ እያንዳንዱ መለኪያም የራሱ ሁኔታዎች አሉት። የሽፋን መስታወት በደንብ የሚመረጠው መላው ሰንሰለቱ ሲራመድ እና የሚነጻጸሩት ቁጥሮች በተመሳሳይ ውፍረት፣ በተመሳሳይ አውሮፕላን እና በተመሳሳይ ስፔክትረም ስር ሲወሰዱ ነው።

የውሂብ ማስታወሻ፦ እዚህ የተጠቀሱት የማስተላለፍ እሴቶች፣ በ300-315 nm መካከል 11.4%፣ በ400 nm 91.3% እና 92.3% እና 95.8%፣ በ332 nm የመቁረጫ ገደብ 46%፣ የ2.51 g/cm3 ጥግግት እና የ0.150 mm የጨረር ናሙና፣ ለንግድ ሴሪየም-ተካታች ቦሮሲሊኬት ሽፋን መስታወት የታተሙ እሴቶች ናቸው፣ እንደ የውሂብ ሉህ እንዴት እንደሚዋቀር ምሳሌ ተጠቅሰዋል። እነዚህ በእኛ የተደረጉ መለኪያዎች ሳይሆኑ የሶስተኛ ወገን ውሂብ ናቸው፣ ከእነሱ ጋር ከተገለጸው ውፍረት እና የሽፋን ሁኔታ ጋር የተያያዙ ናቸው፣ እና ወደ ሌላ ምርት መተላለፍ የለባቸውም። የውጭ ኳንተም ቅልጥፍናን ለማሳየት የተጠቀሙት የፎቶን ቆጠራ ሬሾዎች የማስተማሪያ ግምቶች ናቸው። የUV-B እና UV-A የጨረር ጠርዞች መደበኛ የሞገድ ርዝመት ክፍፍሎች ናቸው። በጽሑፉ ውስጥ የተጠቀሰው የመገጣጠሚያ መስፈርት ECSS-E-ST-20-08C Rev.2 ነው።