Методы с использованием лазера

Спектроскопические методы являются наиболее надежными. Они основаны на взаимодействии легких частиц (фотонов и электронов) с молекулярными системами. Молекулярная спектроскопия разделяется на спектральные области в зависимости от энергии используемых легких частиц. Химия оперирует в основном колебаниями атомов и валентных электронов. Этому типу движений в молекулярных системах соответствуют фотоны оптического диапазона энергий (инфракрасная, видимая и ультрафиолетовая области электромагнитного излучения). Этот диапазон электромагнитного поля называют оптическим или просто светом. Именно в оптической спектроскопии были достигнуты наиболее значительные успехи, связанные с использованием лазеров. Поэтому обсудим в основном методы оптической лазерной спектроскопии. [c.114]

В книге отражены практически все методы использования лазеров в аналитической спектроскопии, а также полученные с их помощью результаты последние показывают, какие заманчивые перспективы открываются перед исследователями, работающими в области анализа вещества. [c.6]

В эмиссионных оптич. методах измеряют интенсивность излучения определяемых компонентов. Излучение можно возбудить электрич. разрядом (МОК от 10 до 10 мол. %), пламенем, светом от др. источников (при использовании лазера МОК достигает 10 -10 мол. %). Эти методы применяют для количеств, определения мн. элементов и соединений. [c.470]

Использование лазеров значительно расширило границы применения К. р. с. и привело к развитию ряда новых методов в спектроскопии КР. Возможность изменения длины волны возбуждения путем замены лазеров или с помощью лазера с перестраиваемой частотой привела к развитию резонансного КР, к-рое возникает, когда частота возбуждающего света попадает в область поглощения в-ва. Этот метод позволяет определять низкие концентрации в-в, что особенно важно для биологии и биохимии. [c.437]

Современные варианты аппаратурного оформления рассматриваемого метода предусматривают использование лазера (в качестве источника света) и ЭВМ (дл обработки индикатрисы), что крайне сужает возможности его применения прв обследовании газовоздушных выбросов промышленных предприятий. [c.17]

Когда используют интенсивный источник первичного излучения (например, лазер), атомно-флуоресцентная спектрометрия (АФС) может быть использована как аналитический метод. В этом случае источник первичного излучения располагают под углом к остальной оптической системе, чтобы детектор получал только флуоресцентный сигнал. Действительно, лазерно-индуцированная атомно-флуоресцентная спектрометрия является, по-видимому, одним из наиболее чувствительных аналитических методов. Однако, лазерно-индуцированная АФС не нашла воплощения в серийных приборах, что связано с трудностями использования лазеров в УФ-области спектра. [c.41]

Изобретение лазеров в 1960 г. создало предпосылки для обращения к фотохимии как основе промышленных процессов. Высокая интенсивность, монохроматичность излучения и приемлемая эффективность лазеров явились основой для успешных лабораторных демонстраций химических реакций, инициированных лазерным излучением. В разд. 6.4 показано, что большое число таких химических превращений может быть использовано для разделения изотопов. При этом оказываются действенными как традиционная фотохимическая техника, так и некоторые новые методы, ставшие возможными лишь благодаря использованию лазеров. Раздел 6.3 посвящен применению лазеров для получения атомных ионов. [c.256]

Методы, основанные на использовании лазеров [c.138]

Рамановская спектроскопия гораздо более приспособлена к использованию оптоволоконной технологии, чем инфракрасная спектроскопия. Разработаны оптоволоконные зонды для измерения рассеяния света и люминесценции. При использовании лазера в качестве источника света эти устройства можно применять и для реализации метода рамановской спектроскопии. Эти датчики состоят из оптоволоконного пучка и оптического окна в конце волокон. В пучке оптические волокна распределены таким образом, что в центре находится одно-единственное волокно, по которому идет свет от источника, и несколько других сходных волокон по краям пучка собирают рассеянный пробой свет (рис. 16.4-4). Этот тип распределения волокон обеспечивает максимальную эффективность сбора рассеянного излучения. Линзы обычно фокусируют свет от [c.660]

Анализ твердых материалов методом ИСП-МС сопряжен с рядом затруднений необходимость предварительного растворения образца ухудшает пределы обнаружения в 500-1000 раз, приводит к загрязнению пробы, а следовательно, к увеличению поправки в контрольном опыте. По этим причинам при анализе твердых веществ методом ИСП-МС все чаще применяют системы пробоотбора, основанные на использовании лазера и тлеющего разряда. Достоинством лазерного отбора проб является повышение эффективности пробоотбора и чувствительности определения [32]. Недостатком этих систем является сложность их функционирования и зависимость получаемого результата от поверхностной структуры образца. Хорошо зарекомендовала себя система искрового пробоотбора [19]. [c.137]

Р-ции открыты А. Ладенбургом соотв. в 1876, 1883 и 1884. ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, раздел оптич. спектроскопии, изучающий полученные с помощью лазеров спектры испускания, поглощения и рассеяния. Любой метод оптич. спектроскопии м. б. существенно улучшен при использовании лазеров. Вместе с тем разработаны принципиально новые методы, напр, нелинейной спектроскопии. [c.294]

Атомно-флуоресцентная пламенная спектрометрия с использованием лазеров с перестраиваемой частотой. Было высказано предположение, что идеальным первичным источником для атомно-флуоресцентной пламенной спектрометрии должен быть лазер с перестраиваемой частотой. Высокая мощность, узкая ширина полосы частот и направленность излучения лазера говорят о том, что лазер должен быть совершенным источником возбуждения флуоресценции атомов металлов в пламени. Кроме того, возможность перестраивания частоты излучения лазера позволяет проводить последовательное возбуждение, чтобы регистрировать флуоресценцию нескольких элементов в пробе, т. е. позволяет значительно упростить многоэлементный анализ. С применением лазеров атомно-флуоресцентная пламенная спектрометрия могла бы стать совершенным методом элементного анализа. Но в настоящее время, к сожалению, недорогие практические лазеры с перестраиваемой частотой, пригодные для использования в атомно-флуоресцентной спектрометрии, еще не разработаны. Сейчас ведутся интенсивные исследования в этой области, и мы надеемся, что в недалеком будущем [c.704]

Опыт показывает, что при изучении данных вопросов (большую пользу приносит обзор дисциплин, применяемых в водоснабжении и при контроле над загрязнением окружающей среды. Поэтому в первых главах книги приведены основные положения химии, биологии, гидравлики и гидрологии, имеющие первостепенное значение для изучения проблем санитарии. Книга построена традиционно сначала изложены способы подачи, распределения и обработки природной воды, а затем методы сбора и очистки сточных вод. В последних главах дан обзор прогрессивных методов обработки сточных вод (например, применение чистого кислорода для их очистки), повторного использования очищенной воды к почвенной очистки сточных вод, описано использование лазеров при прокладке канализационных труб. [c.5]

Ведутся исследования и в области локального спектрального анализа, позволяющего изучать состав микроскопических проб. Такой анализ возможен, например, па основе использования лазеров. Сфокусированным лазерным импульсом испаряют небольшую часть пробы па участке диаметром и глубиной в 20—30 мкм регистрируют спектр плазмы, разогретой лучом лазера и дополнительным искровым разрядом. Достоинство этого приема не только в локальности, ио и в возможности анализа веществ, не проводящих электрического тока, недостаток — в трудности эталонирования. Поэтому количественные определения этим методом проводить трудно. Метод уступает локальному рентгеноспектральному анализу. [c.69]

ПИИ в приложении его к решению задач структурной и физической химии. В то же время использование лазеров открывает новые возможности, недоступные для ИК-спектроскопии. Не останавливаясь на преимуществах лазерной спектроскопии КР, которые во многом очевидны и многократно обсуждались в научной литературе, отметим, что достижения этого метода тесно связаны с успехами нелинейной оптики. С другой стороны, комбинационное рассеяние света вызывает интерес как физическое явление, что привело к открытию новых эффектов, таких,, как вынужденное комбинационное рассеяние, резонансное комбинационное рассеяние, активная спектроскопия комбинационного рассеяния, и ряда других. [c.8]

Любой метод оптической спектроскопии может быть существенно улучшен при использовании лазеров. Прямое испарение пробы, например, СОг-лазером, позволяет в одном эксперименте определять несколько десятков элементов, а высокая монохроматичность лазерного излучения дает возможность избирательно анализировать ультрамалые количества вещества в атмосфере. [c.221]

Метод высокотемпературного пиролиза с использованием лазера и времяпролетного масс-спектрометра позволил сократить время пиролиза образца полистирола до 0,01 с [219]. Продолжительность импульса (0,01—1 с) регулировалась с помощью затвора, связанного с соленоидом. При открытом затворе обеспечивался режим непрерывного разогрева образца. [c.150]

Интенсивность флуоресценции тем выше и соответственно количество вешества, которое можно анализировать, тем ниже, чем выше интенсивность возбуждающего света. По пределам обнаружения метод флуоресцентного анализа уступает только радиохимическому анализу, но при использовании лазеров в качестве источников возбуждения при благоприятных условиях может и превосходить радиохимический. Но даже со стандартной аппаратурой, если квантовый выход исследуемого вещества достаточно велик и раствор не загрязнен сильно рассеивающими свет примесями, предельно малая измеряемая концентрация порядка 10" °—моль/л. Для сравнения отметим, что предел обнаружения анализа по спектрам [c.363]

Б. Методы с использованием лазера [c.408]

Приборами будущего в ИК спектроскопии являются уже существующие интерферометры (фурье-спектрометры) высокого разрешения, а также некоторые типы приборов, разрабатываемые на совершенно новых принципах. Использование лазеров в спектроскопии КР привело не только к качественному скачку в традиционных применениях этого метода, но и к появлению новых методов, основывающихся на нелинейных оптических эффектах. Хотя такие методы, как, например, КАРС, гигантское КР и др., пока еще хи- [c.289]

Правильность и чувствительность всех спектроскопических исследований в значительной степени ограничены аппаратурой и в особенности интенсивностью и спектральной чистотой источника света. Появление в спектроскопии лазеров значительно улучшило как чувствительность, так и спектральное разрешение и позволило безошибочно и с высокой чувствительностью обнаруживать следы компонентов в присутствии больших количеств других составляющих. Это в основном было достигнуто за счет высокой спектральной яркости лазеров, превышающей яркость некогерентных источников света часто на несколько порядков. Кроме того, разработка ряда новых методов детектирования с использованием лазеров еще больше увеличила чувствитель- [c.242]

Атомно-ионизационный метод анализа был бы невозможен без использования лазеров. Поскольку наиболее селективным методом ио1П1зации атомов является нх предварительный перевод в одно из возбужденных состояний и поскольку в видимой и ультрафиолетовой областях спектра лежат спектральные линии атомов многих элементов, то имеиио лазеры, генерирующие излучение в этих областях, являются неотъемлемой частью любого прибора для атомно-ионизационного метода. В основном это лазеры, работающие на органических красителях как активных средах. Непрерывная перестройка длины волны излучения, достаточная для достижения (во многих случаях) режима насыщения, сделала лазеры на органических красителях незаменимым средством селективного возбуждения атомов многих элементов. Существует много типов таких лазеров. Наиболее часто используемые лазеры имеют следующие xapaivTepH THKH область непрерывной перестройки от —300 до 800 нм, выходная мощность 1—20 кВт в линии генерации, ширина которой варьируется от 1 до 0,01 нм при длительности 7— 12 НС в случае лазерной накачки и 1—50 мс при ламповой накачке лазера на красителях. Следующей неотъемлемой частью установки является атомизатор, в качестве которого наиболее широко, как это уже упоминалось, используется пламя, а также электротермические атомизаторы с испарением находящихся в них образцов в вакууме. Находят применение и различного вида электротермические атомизаторы, работающие при атмосферном давлении. [c.185]

Короткая (управляемая) длительность излучения позволяет возбуждать высоколежащие уровни энергии за времена короче времени релаксации любого квантового состояния. С использованием лазеров ультракоротких (пикосекундных и фемтосекундных) импульсов разработаны методы спектроскопии с временным разрешением до 10 с. Эти методы обеспечивают излучение первичных фотофиз. и фотохим. процессов с участием возбужденных молекул, исследование короткоживущих частиц (радикалов, комплексов и т.д.). [c.565]

Л. а. орг. соел затруднен, т. к. их спектры люминесценции, как правило, неспецифичны. Однако предложены методы количеств определения порфиринов, витаминов, антибиотиков, хлорофилла и др. в-в, в спектрах к-рых имеются характеристичные полосы. При использовании лазеров пределы обнаружения достигают 10" -10""%. Ароматич. соед в замороженных р-рах алифатич. углеводородов при т-рах 77 К дают характерные для каждого соед, квазилиней-чатые спектры люминесценции (эффект Шпольского). Этот метод используют для определения полициклич. ароматич. углеводородов в экстрактах растений, почв, продуктов питания, горных пород и т. д. с пределом обнаружения 10" -10 %, а также для определения бензола, его гомологов и производных, ароматич. аминокислот при т-рах жидкого воздуха, азота, гелия в водно-солевой матрице с пределом обнаружения 10" -10" %. [c.614]

Метод ЛМР менее универсален, так как он действует пока только в ИК-диапазоне. Кроме того, в этом методе используются одномодовые лазеры со ступенчатой, а не плавной перестройкой частоты генерации. Метод ЛМР может регистрировать только парамагнитные частицы, в то время как абсорбционный метод - любые частицы. Однако чувствительность метода ЛМР значительно выше. Объединение метода ЛМР с ЭПР в одном приборе позволяет определять абсолютные концентрации радикалов с помошью ЭПР, для которого методика измерения абсолютных концентраций уже существует. Метод ЛМР, как и абсорбционный метод с использованием лазеров непрерывного действия, сочетают обычно со струевым реактором, в результате чего получают низкое временное разрешение. Этого временного разрешения хватает для реакций радикалов, однако может оказаться недостаточно для изучения элементарных процессов на микроскопическом уровне. Есть модификация метода ЛМР, позволяющая получать временное разрешение до 10 с, но в этом случае чувствительность метода значительно меньше. [c.129]

Для определения 10 г/л натрия в пламени использован лазер на красителе родамин 6Ж в метаноле с концентрацией 50 мг/л, имеющий широкую полосу пропускания 80 нм [887]. Описан атомнофлуоресцентный метод определения ряда примесей, в том числе и натрия, в водопроводной воде. Предел обнаружения натрия 2- 10" мкг/мл [1931. Сравнивались аналитические возможности атом- [c.134]

Радиочастотное возбуждение рассматривается как альтернатива лазерному возбуждению в оптической области спектра. Но пока еще недостаточно опубликованных данных, чтобы делать обоснованные выводы об относительных преимуществах того или иного способа возбуждения. Большинство предложенных схем фотохимического разделения по-прежнему основывается на использовании лазеров [141]. Главное внимание уделяется проблеме разделения изотопов урана. Сложности при практической реатизации метода возникают при выборе газообразной химической формы разделяемых изотопов с приемлемыми спектральными характеристиками и соответствующих лазеров. Обсуждаются различные варианты использования летучих молекулярных соединений гексафторида урана, его Р-дикетонатов и атомного пара. Несмотря на большие энергозатраты на испарение металла, пока предпочтение отдается лазерному разделению изотопов в парах металлического урана. При переходе к разделению изотопов других элементов проблема упрощается пропорционально многовариантности выбора летучих соединений и увеличению изотопного сдвига в спектрах поглощения с уменьшением изотопных масс [139]. [c.247]

Фотометрический метод дефектоскопии реализует оптический дефектоскоп ОД-20Ф, предназначенный для контроля внутренней поверхности труб диаметром 30—146 мм при длине до 12 м. В качестве источника излучения в нем использован лазер, создающий тонкий направленный луч. Оптико-механическая система направляет луч вдоль образующей трубы и сканирует его по окружности. Различные дефекты — выступы, задиры, висячие плены и т. п.— затеняют луч, и создают на выходном конце трубы прерывающийся световой поток. Приеглная оптическая система собирает световой поток на фотопреобразователь, выполненный на основе фотоэлектронного умножителя, обеспечивающего высокое быстродействие и большое значение сигнала. Затем происходит обработка полученных электрических сигналов и формирование информации о результатах контроля. Они отмечаются на осциллографе световыми и звуковыми сигнализаторами, а на специально предусмотренных электрических контактах формируется сигнал для механизмов разбраковки труб по качеству. [c.255]

Метод голографической интерферометрии разработанный в начале 60-х годов,завоевал признани практически во всех областях науки и техники и в частности позволяет исследовать динамичный процесс массообмена в многокомпонентных системах с использованием лазера с импульсной генерацией. [c.34]

Глава 3, посвященная диффузии в электролитах, написана Дж. Бирлейном и Дж. Бикси. Достигнутые в этой области успехи связаны главным образом с применением ЭВМ, значительно упростившим обработку данных нестационарных измерений, а также с использованием лазеров, резко повысивших чувствительность оптических методов. Кроме того, в ней описана голограммная интерферометрия - новый, перспективный метод, обладающий наиболее высокой точностью. Насколько нам известно, его применение для изучения диффузии до сих пор не было освещено в монографиях или обзорах. Более традиционна последующая часть обзора, где рассмотрены методы определения коэффициентов диффузии путем измерения электропроводности и применения вращающегося дискового электрода и пористой диафрагмы. Краткое изложение вопросов теории имеет вспомогательное значение. [c.6]

В описанных методах лазерного разделения изотопов используют три различных типа лазеров с высокой частотой повторения импульсов, которые можно назвать базовыми для соответствующих методов разделения лазеры на красителях видимого диапазона, УФ эксимерные лазеры и ИК СОг-лазеры в сочетании с различными методами преобразования частоты. По мере того, как эти типы лазеров превращаются в высоконадёжные системы с уровнями средней мощности > 10 кВт и появляются новые лазеры, например, твердотельные лазеры с накачкой решётками лазерных диодов, растут возможности промышленного использования описанных методов лазерного разделения изотопов. [c.374]

В ближайшие 5—10 лет в массовых областях применения сохранятся в основном традиционные спектроскопические методы и приборы. Однако одно из существенных направлений развития спектральных приборов будет связано с лазерными методами и с использованием лазеров. Лазеры позволяют создать принципиально новые приборы. Можно выделить три направления в лазерном спектральном приборостроении. Во-первых, это разработка приборов и методов, которые в принципе невозможны без применения лазеров, в частности приборы для многофотонной спектроскопии, для спектроскопии сверхвысокого разрешения (внутри допплеровского контура), спектроскопип с временным разрешением лучше 10 с. Во-вторых, развитие спектроскопических методов, в которых лазеры обеспечат скачок значений основных приборных параметров. Сюда относятся внутрирезонаторная спектроскопия, спектроскопия высокого разреп1ения. Третьим направлением можно считать сочетание классических и лазерных устройств, приводящее к значительному повышению возможностей спектроскопических методов, что осуществлено, например, при регистрации спектров КР с лазерным возбуждением. [c.11]

Разделительную систему можно охарактеризовать средой, содержащей изотопы, которые являются объектами разделения, и набором лазеров для селективного возбуждения. Что касается лазеров с произвольно настраиваемой длиной волны и большой выходной мощностью, то надежды на их.скорую разработку очень слабы, поэтому ограничиваются диапазоном волн, которые можно получить в настоящее время. Вследствие этого обычно определяют среду, спектр поглощения которой соответствует длине волны лазера, и затем изучают разделение. Задача состоит в применении лазерного метода для разделения изотопов урана и водорода, необходимых для ядерной г нергетики в этом направлении и ведутся исследования. Использование лазеров и фторидов в качестве среды еще более углубляет связь химии фторидов с ядерной энергетикой. [c.46]

По первому направлению в последние годы интенсивно ведутся работы в области атомно-флуоресцентных методов, обеспечивающих пбвышение чувствительности на 1—2 порядка (с использованием перестраиваемых лазеров), развивается метод внутрирезона-торной лазерной спектроскопии, некоторые варианты СА в эмиссии и поглощении с использованием лазеров. Интересны варианты атомной резонансной флуоресценции без спектрального разложения. [c.10]

Бураков В. В., Мисаков П. Я., Науменков П. А. и др. Применение метода резонансной флуоресценции с использованием лазера на красителе для диагностики плазмы в установке Токамак ФТ-1.— Письма, Ж. экспёрии. и теор. физ., 1977, т. 26, с. 547-552. [c.47]

В первых главах рассматриваются физика вакуумного разряда, а также основные принципы масс-спектрометрии с двойной фокусировкой и измерение ионных токов при помощи электрической или фотографической систем регистрации. Далее следуют главы, в которых обсуждаются проблемы количественной расшифровки масс-спектров и определение на основании полученных данных действительного состава образца. Подробно изложены специальные приемы анализа изоляторов, порошков, микрообразцов, биологических образцов, агрессивных, радиоактивных и легкоплавких веществ, а также определение газов в твердых телах. Последние главы посвящены использованию лазера в масс-спектрометрии для анализа твердых тел и исследованию поверхности главным образом методом вторичной ионной эмиссии. [c.8]

Множество неорганических соединений исследовано методом спектроскопии КР еще до появления лазера [1, 2]. Однако большинство из них изучено в растворах, и только несколько детальных исследований с поляризационными измерениями выполнено на монокристаллах. Часто полученные данные были либо неполными, либо ошибочными, а сделанные выводы о симметрии молекул из-за отсутствия сведений о поляризации линий КР вызывали сомнения. Ситуация полностью изменилась с появлением лазера непрерывного действия, сколлимированное, поляризованное и практически монохроматическое излучение которого является идеальным для спектроскопии КР монокристаллов даже небольшого размера. Сразу после открытия эффекта КР стало ясно значение измерений анизотропии комбинационного рассеяния кристаллов для отнесения колебаний. На кристаллах выполнено несколько превосходных пионерских работ ), в частности индийскими [8] и французскими учеными [18]. Однако такие исследования смогли стать рутинными лишь после того, как в качестве источника излучения был использован лазер. Коллимация пучка более важна, чем мощность излучения лазера, а последняя часто меньше мощности хороших ламп типа Торонто, применение которых стимулировало развитие спектроскопии КР в течение 50-х и начале 60-х годов. [c.408]

Книга является одной из первых, в которой на хорошем теоретическом уровне изложены основы аналитических методов с использованием лазеров в качестве источников излучения. Она не перегружена теоретическими подробностями, что делает ее вполне доступной для специалистов, интересующихся вопросами прпмеиенпя лазеров в аналитической практике. Несомненно, что она должна послужить своего рода катализатором, стимулирующим интерес к проблемам применения лазерного излучения для аналитических целей. [c.6]

Для многих аналитических задач спектральная селективность лазеров по крайней мере столь же важна, как и интенсивность их излучения. Одним из примеров является спектроскопическое разделение изотопных молекул. Однако при использовании лазеров с фиксированной частотой излучения приходится искать благоприятных совпадений по частоте между лазерными линиями и линиями поглощения молекул. Для большинства ирименений иреимущества, даваемые лазерной спектроскопией, реализуются в полной мере только для перестраиваемых монохроматических лазеров, частоту излучения которых можно изменить таким образом, чтобы она совпадала с центром любой желаемой молекулярной линии. За последние годы в разработке перестраиваемых по частоте лазеров достигнуты значительные успехи и уже имеются несколько коммерческих образцов, перекрывающих спектральные области от ультрафиолетовой до инфракрасной частей спектра. Различные методы перестройки в представляющем интерес спектральном диапазоне обсуждаются в разд. 5.2.2. [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология