CCD Device Français p 1 English p 8 CCD HD Sensor Version : 5106
1. Description La barrette CCD HD, réf. 202938, est un détecteur linéaire. Il mesure l intensité lumineuse. Cette barrette permet, en particulier, d étudier des figures de diffraction ou d interférences. Elle permet également de suivre une variation d intensité lumineuse en fonction du temps. Fig. 1- Réf. 202938 2. Caractéristiques Techniques Le capteur constitué de 3648 pixels est une barrette CCD de haute définition. Cela autorise une excellente résolution spatiale des figures de diffraction. FRANÇAIS 1 Fig. 2 Exemple de capteur linéaire Le pas du capteur est de 8µm. En conséquence, en utilisant toute la longueur de la barrette, la résolution est de très bonne qualité. Le capteur est fourni sans objectif de mise au point pour assurer l observation, sans déformation, de toutes figures (diffraction, interférences ). Outre sa résolution spatiale, le capteur présente une excellente dynamique : 16 bits soit 65536 niveaux de mesures différents. L observation du lobe principal de diffraction et des lobes d ordre secondaires dans le cas de figures de diffraction ou d interférences est réalisée en une seule acquisition. Cette dynamique favorise également la mesure des variations d intensité lumineuse au cours d une expérience. La fréquence de rafraichissement de cette caméra est de l ordre de 1Hz soit une image par seconde.
3. Logiciel 3.1 Logiciel intégré Le capteur CCD HD est composé d une clef intégrant le logiciel. Ainsi, pas de téléchargement et surtout, pas d installation! Brancher, avec le cordon USB fourni, la caméra sur votre ordinateur et lancer le logiciel. Si votre ordinateur ne vous propose pas d exécuter le logiciel, rendez-vous dans le poste de travail et double-cliquez sur «Camera CCD HD». 3.2 Description du logiciel Le logiciel est composé de deux fonctions principales dissociées en deux onglets décrits ciaprès. - Acquisition en fonction de la position - Acquisition en fonction du temps 3.2.1 Onglet 1 : Acquisition en fonction de la position Dans le premier onglet, l utilisateur pourra acquérir l amplitude du signal vu par le capteur CCD HD en fonction du numéro de pixel du capteur. Différentes fonctions permettent de réaliser cette acquisition dans les conditions optimales. L utilisateur peut fixer le temps d intégration ou laisser le logiciel en autonomie. A noter : lorsque ce temps d intégration n est pas proportionnel à la fréquence de battement de la source lumineuse, le signal peut sembler instable. Cela est le cas des sources alimentées par le secteur par exemple, ou encore des sources modulables par un signal de type TTL. Dans ce cas, choisir un temps d intégration proportionnel à la durée entre deux battements de la source lumineuse. Pour figer l acquisition, cliquer sur Lecture/Pause. L utilisateur pourra affecter à la courbe, la couleur de son laser. Pour avoir un signal moins bruité, il est possible de filtrer ou lisser le signal. FRANÇAIS 2
- Filtrage temporel (i.e. dans le temps) Un filtrage temporel correspond à la moyenne de plusieurs courbes acquises par l appareil. Cela permet de réduire le bruit électronique. Le filtrage croît avec l indice. - Filtrage spatial (i.e en pixels) Le capteur est composé de 3648 pixels. Opérer un filtrage spatial (en pixel) correspond à prendre en compte, pour chaque pixel, ses voisins. Ce filtrage permet de s affranchir des sauts d intensité lumineuse d un pixel à l autre. Une valeur élevée de filtre correspond à un grand nombre de pixels entrant dans le calcul. Attention, tout filtrage spatial détériore la résolution spatiale et entraîne une augmentation de l incertitude de mesure. Une fois les paramètres du lissage entrés, l utilisateur peut enregistrer la courbe. Pour ce faire, choisir le nom de la courbe. Régler le zéro : plus le curseur sera décalé à droite et plus l offset sera grand. Ainsi, supprimer la composante continue indésirable de votre signal. La dimension d un pixel du capteur étant connue et l appareil étant utilisé sans dispositif de mise au point, le logiciel saura faire la conversion de pixels à millimètres sans prendre en compte de grandissement. La dimension en mm vous permettra de retrouver, dans le cas d étude de figures de diffraction, la largeur de la fente étudiée. Cliquer sur «Conserver» pour acquérir la courbe. Attention, il faut enregistrer le document pour sauvegarder vos enregistrements. Un exemple de figure de diffraction est donné ci-dessous. On notera que sous le graphique, une zone colorée nous donne une autre vision de la figure de diffraction. (Image de gauche) L intensité lumineuse en fonction de la position est représentée dans la couleur choisie. Cette couleur peut être celle du laser si l utilisateur renseigne cette valeur. (Image de droite) FRANÇAIS 3
Avant toute acquisition de la luminance en fonction du temps, en un point : L acquisition de la luminance - ou intensité lumineuse - en fonction du temps, nécessite de choisir pixel sur le capteur i.e. une position d intérêt. Pour choisir une position d intérêt, renseigner le numéro du pixel ou la position en mm en fonction de l option choisie (pixel ou mm). Si vous ne connaissez pas cette valeur, cliquer dans cette case afin d obtenir un curseur dans la zone graphique. Ce curseur vous permettant alors de sélectionner la position directement dans la zone graphique. A noter, si vous souhaitez voir une atténuation, choisir un point d intensité importante. Allez dans l onglet «Luminance =f(t)» pour observer l évolution temporelle. 3.2.2 Onglet 2 : Acquisition en fonction du temps Pour réaliser une acquisition en fonction du temps, aller dans l onglet «Capteur linéaire» et, dans le dernier encart sélectionner la position d intérêt. Voir section «Luminance = f(t)». L onglet «Acquisition en fonction du temps» présente différents paramètres : FRANÇAIS 4
1 2 3 4 5 1- Le temps entre deux acquisitions est le temps écoulé entre deux points successifs mesurés. Cette valeur sera comprise entre 1 et 30000s. 2- Le temps entre deux acquisitions fixe la durée de l expérience. Pour un temps entre deux acquisitions de 2s, la durée de l expérience sera de 60000s car le nombre maximum de points est de 30000. 3- Le délai avant le démarrage de l acquisition permet de réaliser les derniers réglages de la manipulation avant que l acquisition ne démarre. 4- Entrer le nom de la courbe et choisir la couleur souhaitée. 5- Activer ou non le mode «acquisition continue». En activant ce mode, l acquisition ne s arrête pas au bout des 30000 points. - Par suppression des premiers points Dans le cas de la suppression des premiers points, vous perdrez les premiers points de votre enregistrement. Attention, ces données sont irrécupérables. - Par suppression d un point sur deux Dans le cas de la suppression d un point sur deux, le temps entre deux acquisitions est doublé à chaque «boucle». A noter, pour connaître la fréquence d acquisition (ou temps entre deux points : deltat), référez-vous au tableau de valeurs. La différence entre deux instants successifs donne la valeur du DeltaT. 3.2.3 Les outils intégrés au logiciel - Mesure de la distance entre deux points : Par un clic droit, choisir l outil «pointeur». En maintenant appuyé le clic gauche, mesurer la distance entre deux points, voir image ci-après. FRANÇAIS 5
Profiter de la fonction zoom (clic droit) pour une mesure plus précise. - Modélisation : Pour accéder à la fonction modélisation, aller dans «Affichage» puis «Modélisation». Deux types de modélisations sont possibles : modélisation automatique et modélisation graphique. o Modélisation automatique : La modélisation automatique permet de retrouver l équation de la courbe approchée. Déterminer ainsi les valeurs caractéristiques de votre expérience telle que la dimension de l ouverture. Attention, compte tenu des paramètres de la courbe à modéliser, il se peut qu il soit difficile d approcher totalement la courbe par modélisation automatique. Auquel cas, il faut procéder en rentrant dans le panneau de contrôle de gauche les valeurs lues dans la zone graphique telle que : I0 = Intensité maximum de la courbe X0 = Abscisse du point d ordonnée I0 o Modélisation graphique : La modélisation graphique permet d aboutir au même résultat que la modélisation automatique, mais nécessite l intervention de l utilisateur. Deux points sont à placer, par l utilisateur, pour se rapprocher au maximum de la courbe obtenue par l expérience. FRANÇAIS 6
4. Service après-vente Pour tous réglages, contacter le Support Technique au 0 825 563 563. La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers et pour toutes les réparations ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN S.A.V. 468 rue Jacques Monod CS 21900 27019 EVREUX CEDEX France 0 825 563 563* * 0,15 TTC/min. à partir un téléphone fixe FRANÇAIS 7
CCD Device CCD HD Sensor Ref : 1. Description The CCD HD device, ref 202938, is a linear sensor. It measures the light intensity. This device allows the study of diffraction or interferences patterns. Also, it allows to show the evolution of light intensity according to time. 2. Technical features Fig. 3- CCD HD Sensor Ref. 202938 The sensor is a CCD device with high resolution. Its size is 3648 pixels. This size give us a fine spatial resolution of the interferences or diffraction patterns. Fig. 4 Example of linear sensor The step of the sensor is 8µm. So, when using the entire length of the device, the resolution has a very high quality. The sensor is given with no lens for focus, in order to get an observation of all the pattern without distortion. Besides its spatial resolution, the sensor has an excellent depth precision: 16 bits, i.e. 6536 levels of measures. The observation of main lobe of diffraction and side lobes (in case of diffraction or interferences pattern) is measured in only one acquisition. This bit depth precision allows the measure of variations of light intensity, during an experiment. The refresh rate of this camera is about 1Hz, i.e. one picture per second. ENGLISH 8
CCD Device CCD HD Sensor Ref : 3. Software 3.1 Included software The CCD HD device contains the software. In this way, no need downloading or installing! Connect with the USB cable, the camera to your computer and launch the software. If your computer doesn t launch automatically the software, go to My computer, in a window explorer, then and double-click on Linear sensor software. 3.2 Description of the software - The software is composed of two main functions: - Acquisition according to the position - Acquisition according to time. 3.2.1 Tab 1: Acquisition according to the position In the first mode, the user records the amplitude of signal received by the CCD sensor, according to the number of the pixel of the sensor. Several functions allow to realize this acquisition in optimal conditions. The exposure time can be fixed by the user, or automatically by the software. NB: When the exposure time is not proportional to the frequency of light blinking, the signal seems instable. It s the case for powered light sources or for a light source adjustable by a TTL signal. To fix this issue, chose a time of integration proportional to the delay between two blinking of the light source. To freeze acquisition, click on «Run/Pause». In order to better visualize the curve, we can set the colour to the wavelength colour. To reduce the noise, we can apply a smoothing to the signal. ENGLISH 9
CCD Device CCD HD Sensor Ref : - Temporal smoothing Temporal smoothing computes the average of several curves acquired by the device, in order to decrease the electronic noise. The smoothing grows with the index number. - Spatial smoothing Spatial smoothing takes into account the intensity value of neighbouring pixels. This filter reduces the peak of intensity from a pixel to another: the values represents the number of pixels needed to compute smoothing. More the filtering is high, more the accuracy is wrong. As soon as the parameters of smoothing are set, the user can save the curve. For this, choose the name for the curve. Set the zero: more the cursor is moved to the right, higher is the offset. This setting deletes the DC component of the signal. As we know the pixel size of the sensor and as the device has not an autofocus mode, the software can convert pixels to millimetres. The size in millimetres allows to determine the gap width, in case of the study of diffraction pattern. Click on Save to keep the curve in the graph. Warning: You have to save the whole document to keep your records. An example of diffraction is given below. Under the graph, a coloured area gives an another representation of the diffraction pattern (left picture) The light intensity according to the position on the CCD sensor is given in the chosen colour. This colour can be the colour of the laser wavelength, if the user has set this value (right ENGLISH 10
CCD Device CCD HD Sensor Ref : picture). Before the acquisition of the luminance according to time for a given position/pixel: It is necessary to choose the pixel on the sensor, i.e. the position of interest. To select the pixel of sensor where you want to work: o Set the position in mm or in pixel (according to the activated mode above) o Else, if the position is unknown, click in this box to obtain a cursor in the graphical area. This cursor allows to select the position directly on the graphical area. NB: if you want an attenuation, you have to choose a point with a high intensity. Go on tab «Luminance =f(t)» and observe the temporal evolution. 3.2.2 Tab 2 : Acquisition according to time To run an acquisition according to time, click on tab Linear Sensor and in the last part, select the position of interest. See part «Luminance = f(t)». The tab Acquisition according to time presents different parameters: 1- Gap between 2 acquisitions is the time between 2 successive measures. The range for gap is [1-30 000s]. ENGLISH 11
CCD Device CCD HD Sensor Ref : 2- As the maximum number of points is 30000, the maximum run time is computed automatically. For example, for an acquisition every 2s, the maximum number of points is 60000. 3- Delay before running acquisition allows to set last adjustments of the experience. 4- Choose the name for the curve and its colour. 5- Activate or not the continuous acquisition mode. When this mode is active, the acquisition doesn t stop even if the maximum number of points is reached: - By pulling first captures The first samples of the acquisition will be deleted. These data are unrecoverable. - By sampling previous captures (every other curve) Time between 2 acquisitions is doubled every «loop». One sample in two will be deleted. NB: In order to know the frequency of acquisition between 2 points (delta T). Go to the table, then by difference of 2 successive times, you can compute delta T. 3.2.3 The tools - Measure To measure distance between 2 points, right click on the graphical area, in order to choose the tool Pointer. Keeping left-click, and measures the distance between two points: - Zoom: right click on the point/area you want to get a better precision. - Modelling: In toolbar, select «View» then «Modelling». 2 types of modelling are available: automatic modelling and graph modelling. Automatic Modelling It allows to find the nearest equation of curve. You can obtain the characteristic values of your experiment, like the gap dimension. Considering the parameters of the curve to model, it would be difficult to be close enough of the curve by the automatic modelling. In this case, you have to set some value in the control panel, as I0 = maximal intensity of the curve X0= abscissa of intensity I0 Graph Modelling It allows to have the same result that the automatic modelling but needs the user interaction. Put 2 points as closed as possible to the experimental curve. ENGLISH 12
CCD Device CCD HD Sensor Ref : 4. After-sales service The device is under a 2-year guarantee, it must be sent back to our workshops. For any repairs, adjustments or spare parts please contact: JEULIN TECHNICAL SUPPORT 468 rue Jacques Monod CS 21900 27019 EVREUX CEDEX FRANCE +33 (0)2 32 29 40 50 ENGLISH 13
Assistance technique en direct Une équipe d experts à votre disposition du lundi au vendredi de 8h30 à 17h30 Vous recherchez une information technique? Vous souhaitez un conseil d utilisation? Vous avez besoin d un diagnostic urgent? Nous prenons en charge immédiatement votre appel pour vous apporter une réponse adaptée à votre domaine d expérimentation : Sciences de la Vie et de la Terre, Physique, Chimie, Technologie. Service gratuit* 0 825 563 563 choix n 3** * Hors coût d appel. 0,15 e TTC/min à partir d un poste fixe. ** Numéro valable uniquement pour la France métropolitaine et la Corse. Pour les DOM-TOM et les EFE, composez le +33 2 32 29 40 50. Direct connection for technical support A team of experts at your disposal from Monday to Friday (opening hours) You re looking for technical information? You wish advice for use? You need an urgent diagnosis? We take in charge your request immediatly to provide you with the right answers regarding your activity field : Biology, Physics, Chemistry, Technology. Free service* +33 2 32 29 40 50** * Call cost not included. ** Only for call from foreign countries. Aide en ligne FAQ.jeulin.fr 468, rue Jacques-Monod, CS 21900, 27019 Evreux cedex, France Métropole Tél : 02 32 29 40 00 - Fax : 02 32 29 43 99 - www.jeulin.fr - support@jeulin.fr International Tél : +33 2 32 29 40 23 - Fax : +33 2 32 29 43 24 - www.jeulin.com - export@jeulin.fr SAS au capital de 1 000 000 e - TVA intracommunautaire FR47 344 652 490 - Siren 344 652 490 RCS Evreux