Источники излучения интерферометрия

В состав подавляющего большинства из выпускаемых сегодня ИК- и КР-спектрометров входит источник света, монохроматор или интерферометр, детектор, специальные электронные устройства и система обработки данных. Только в эмиссионной ИК-спектроскопии образец непосредственно является источником излучения. В этом разделе описаны основные компоненты, используемые как в приборах с монохроматорами, так и в более простых фотометрах. [c.169]

Рис. 6-19. Интерферометр Майкельсона и приемник излучения. а — общая схема б — проточная инфракрасная кювета интерферометра (кювета расположена между оптической системой и источником излучения).

Б фурье-спектрометрах отсутствуют входная и выходная щели, а осн. элемент-интерферометр. Поток излучения от источника делится на два луча, к-рые проходят через образец и интерферируют. Разность хода лучей варьируется подвижным зеркалом, отражающим один из пучков. Первоначальный сигнал зависит от энергии источника излучения и от поглощения образца и имеет вид суммы большого числа гармонич. составляющих. Для получения спектра в обычной форме производится соответствующее фурье-пре-образование с помощью встроенной ЭВМ. Достоинства [c.250]

Принципиальная схема измерительной установки изображена на рис. 6. В качестве источника излучения использовался гелий-неоновый оптический квантовый генератор ЛГ-56 с длиной волны 623,8 нм, а интерферометром служил интерферометр Майкельсона, Последний состоит из двух зеркал М] и Мг и полупрозрачного разделительного клина Рр Параллельный пучок света от лазерного источника, падая на посеребренный клин (с коэффициентом отражения, равным 0,5), разделяется на два пучка опорный 2 и измерительный 1. После отражения от зеркала М и частичного отражения от клина (дважды пройдя электродиализную [c.23]

В муаровом интерферометре полосы наблюдаются в некотором интервале длин волн сплошного спектра. Цена интерференционной полосы не связана прямо с длиной волны, а определяется величинами постоянных применяемой пары решеток. Это дает возможность использовать в качестве источника излучения лампу накаливания и тем самым облегчает создание измерительных устройств. Вместе с тем, поскольку интерферирующие пучки проходят в пространстве между решетками по очень близким путям, их оптическая разность хода во много раз меньше, чем в интерферометре Майкельсона, и не зависит от перемещения решеток. По указанным причинам муаровый интерферометр совершенно нечувствителен к изменению давления и менее чувствителен к температурным изменениям и механическим колебаниям. Контрастность полос в принципе постоянна во всем интервале перемещения. Высокая точность измерения с помощью муарового интерферометра достигается за счет усреднения местных и периодических ошибок деления измерительных решеток. В этом отношении данный метод сходен с методом измерения при помощи винта, где ошибки резьбы устраняются благодаря применению относительно длинной гайки. В отличие от винта усреднение проводится по очень большому числу штрихов решетки при отсутствии механического воздействия на измерительную систему. [c.69]

Следовательно, источник излучения в интерферометрах должен быть достаточно мал в направлении, перпендикулярном направлению интерферирующего пучка. Во многих интерферометрах это достигается применением в качестве источника света освещенных узких щелевых диафрагм. [c.13]

Требования к экспериментальной технике, используемой при изучении комбинационного рассеяния света, определяются в основном необходимыми степенью разрешения и точностью определения волновых чисел при рещении конкретных задач. Разрешение вращательной тонкой структуры и высокая точность определения волновых чисел для данной полосы КР, которая может простираться на несколько сотен обратных сантиметров, представляют значительные трудности для исследователя, поскольку интенсивность полос КР, как правило, низкая. Оставляя в стороне основные ограничения метода, попытаемся оценить эффективный предел разрешения, сравнив его с эквивалентной величиной, достигаемой в ИК-спектроскопии это позволит сочетать с одинаковой доверительностью данные обоих методов (ИК-спектры поглощения и спектры КР) для определения структуры молекул. Если принять значения 6v = 0,02 см как желаемый предел разрешения в видимой области, скажем, при К 5000 А, то эффективная разрешающая способность используемой аппаратуры должна достигать 10 . [Для примера, значения 6v 0,03 и 0,025 см в области 3 мкм обеспечиваются ИК-спектрометром с дифракционной решеткой, а 6v 0,006 см- достигается в области 2 мкм с интерферометром Майкельсона (фурье-спектроско-пия) [73—75].] Более того, необходимо одновременно достичь высокой точности определения волновых чисел (по крайней мере высокой относительной точности) в широкой спектральной области (хорошо разрешенный спектр с плохо определенными волновыми числами абсолютно бесполезен для структурных исследований). Все это предъявляет высокие требования к спектрометру, источнику излучения, давлению и температуре, при которой исследуется газ. В чем же заключается искусство экспериментатора и каковы возможные пути его совершенствования [c.185]

При малой ширине возбуждающей линии лазера, особенно в случае одномодового лазера, и малом рассеивающем объеме целесообразно в качестве прибора высокого разрешения использовать интерферометр, однако почти все последние исследования проводились на спектрографах или спектрометрах с дифракционной решеткой. Обычно плоскопараллельный интерферометр Фабри — Перо помещают между источником излучения, кото- [c.215]

Все ИК-анализаторы имеют источник излучения, кювету для образца, приемник излучения и одну из перечисленных систем ограничения диапазона длин волн. Анализаторы без диспергирующего элемента не имеют ни призмы, ни дифракционной решетки для выделения рабочего участка спектра. К ним не относятся и приборы, использующие интерференционный принцип, такие, как интерферометры и интерференционные узкополосные фильтры. Существуют три разновидности анализаторов, не имеющих диспергирующих элементов [c.228]

При концентрациях ацетилена в воздухе менее 2% для анализа можно использовать метод интерферометрии [78], этот метод позволяет определять со-, держание ацетилена в воздухе с точностью 1% от его содержания. Предлагали также использовать для определения содержания ацетилена в воздухе в пределах 0,001—0,01% ионизационную камеру с радиоактивным источником излучения [79]. Иногда для этой цели можно использовать также метод масс-спектрометрии [79а]. [c.328]

В прошедшее десятилетие исследования с помощью интерферометрии быстрого сканирования в большинстве своем были связаны с измерением спектров слабых источников излучения и значительно реже с измерением спектров поглощения. Основная причина подобной ситуации заключается в том, что новый метод применялся в первую очередь к проблемам, которые было трудно или невозможно решить посредством классической спектроскопии. Можно добавить, что обработка слабых сигналов до некоторой степени проще, чем сильных, поскольку в этом случае при цифровой регистрации требуется малый динамический диапазон, в то же время при регистрации интерферограммы раскаленного источника нередок (даже для болометров, работающих при комнатной температуре) уровень отношения Сигнал/Шум, порядок которого, составляет 10 000 1. [c.121]

Конструкция приборов, работающих в области от 10—20 см до 5000 см , основана на классической схеме Майкельсона (рис. 32.6). Параллельный пучок света от источника направляется в интерферометр, состоящий из делителя пучка А и двух зеркал В, и Ва. Делитель представляет собой пластину из прозрачного материала обычно (КВг) с покрытием, отражающим точно 50 % падающего излучения. Одна половина светового потока направляется к зеркалу В ,-другая — к Й2. Возвратившись от зеркал по тем же самым путям, пучки вновь соединяются в один на делительной пластине (хотя половина светового потока и отражается в сторону источника) и попадают на детектор. Если излучение монохроматично, то в зависимости от длины путей АВ, и ЛВз интенсивность результирующего пучка за счет интерференции двух [c.763]

Источники ИК-излучения испускают полихроматическое излучение. В спектроскопических методах работают либо с монохроматическим излучением (используя системы с монохроматорами) по причинам, обсуждавшимся в начале этой главы, либо со сложными кодирующими системами (мультиплексные системы). В первом случае для получения всего спектра применяют призменные монохроматоры или дифракционные решетки. Во втором случае для модулирования ИК-излучения обычно используют интерферометр Майкельсона. Если необходимы узкие спектральные диапазоны, удобно использовать оптические фильтры или лазерные источники. [c.171]

Спектрометр на основе интерферометра имеет ряд важных преимуществ перед диспергирующими спектрометрами. Некоторые из них внутренне присущи самой конструкции, а другие обусловлены тем, что данные помещаются в цифровом виде в Память ЭВМ. Принцип конструкции довольно прост (рис. 2.13). Интерферометр состоит из фиксированного и подвижного зеркал и светоделителя. Источник ИК-излучения и приемник вместе с соответствующей оптикой образуют спектрометр. [c.37]

Таким образом, главными недостатками диспергирующих сканирующих приборов является их инерционность, не позволяющая увеличивать скорость регистрации, и большие потери световой энергии только очень малая часть излучения источника попадает в прибор через узкую щель. В последние годы широкое распространение получили методы Фурье-спектроскопии, лишенные этих недостатков. Основным элементом прибора является интерферометр (рис. 14.4.50), состоящий из делителя пучка В и двух зеркал Мх и М2. [c.434]

Значительные успехи ИК спектроскопии в исследовании структуры полимеров в последнее время связаны с появлением приборов нового типа с высокой разрешающей способностью — Фурье-спектрометров [5, 111, 198, 357]. Основным элементом Фурье-спектрометров является интерферометр (в основном интерферометр Майкельсона), который состоит из фиксированного и подвижного зеркал и светоделителя. Вместе с источником ИК излучения и приемником интерферометр образует спектрометр. При движении одного из зеркал этого прибора изменяется разность хода между интерферирующими световыми потоками, отраженными от неподвижного и подвижного зеркал. Интенсивность монохроматического потока, [c.23]

В табл. 15.1 приведены основные параметры отечественных лазеров ЛОС-4 и ЛОС-3 с ламповой накачкой (лампы ИФП-1200) и интерферометром Фабри — Перо в качестве диспергирующего элемента. Лазеры такого типа фактически представляют собой источник, дающий почти монохроматическое излучение, яркость которого на несколько порядков выше яркости излучения, даваемого монохроматорами с обычными источниками света. Это связано с тем, что в любом источнике спектральная плотность излучения во много раз меньше спектральной плотности излучения лазера. Используя монохроматор высокого разрешения, например со сферическим эталоном Фабри — Перо, можно выделить из участка сплошного спектра или уширенной линии столь же узкий участок спектра, какой дает лазерный монохроматор. Однако яркость выделенного участка для любого источника остается ничтожно малой по сравнению с яркостью, даваемой лазерным монохроматором. [c.376]

Гц). Под влиянием этой разности напряжения плавно или периодически в незначительных пределах (например, на 1 мкм) меняется продольный размер цилиндра. Высокая точность параллельной установки интерферометрических пластин контролируется по разности между напряжениями, приложенными к трем парам электродов. Излучение источника света попадает на фотоумножитель после интерферометра и монохроматора, выделяющего соответствующую область длин волн. Фототок, преобразованный подходящим электронным блоком, можно регистрировать с помощью либо потенциометрического самописца, если размер пьезоэлектрического тела увеличивают линейно во времени, либо осциллоскопа, если пластины интерферометра Фабри — Перо подвергают периодическому смещению. Движение регистрирующей бумаги и соответственно разность напряжений между горизонтальными отклоняющими пластинами осциллоскопа регулируются источником напряжения, используемым для пьезоэлектрического тела. Таким способом на записи или осциллограмме будет правильно и с очень высоким разрешением представлено распределение интенсивности по длинам волн. Спектрометр с интерферометром особенно подходит для определения, например, соотношения стабильных изотопов по изотопному смещению линий с использованием возбуждения спектра в полом катоде. [c.214]

Принципиальная блок-схема фурье-спектрометра, построенного на базе интерферометра Майкельсона, приведена на рис. П1.29. Поток инфракрасного излучения от источника 1, [c.274]

В интерферометрическом спектрометре различные рабочие характеристики можно улучшать одновременно. Ниже приводится краткое описание такого прибора. Луч от источника входит в интерферометр Майкельсона, где он частично отражается полупрозрачной пленкой (делитель луча), а частично проходит сквозь нее (рис. 6-19). Отраженный луч вновь отражается от неподвижного зеркала, проходит через делитель луча и попадает в приемник. Луч, прошедший сквозь полупрозрачную пластинку, отражается от подвижного зеркала, вновь проходит через делитель луча и оттуда попадает в приемник. В случае монохроматического излучения и при одинаковых длинах оптических путей обоих лучей они одновременно достигают приемника и их интенсивности складываются. Когда длины оптических путей для этих двух лучей становятся различными, они приходят па приемник с разными фазами, и появляются интерференционные полосы. При регистрации спектра подвижное зеркало перемещают с постоянной скоростью на небольшое расстояние и быстро возвращают в исходное положение весь этот цикл совершают примерно за 1 с, что соответствует одному периоду развертки. Полихроматическое, или составное, излучение, падающее на приемник, представляет собой сумму всех интерференционных картин, и при движении интерференционных полос в поле приемника сигнал на его выходе периодически уве- [c.273]

Монохроматор состоит из источника света — лампы накаливания 3 или газоразрядной трубки 1 (гелиевой, криптоновой, водородной, натриевой и т. д.), дающ,ей излучение нескольких определенных длин волн конденсора 2, который позволяет равномерно освеш,ать входную ш,ель 4 объектива 5 и призмы 6 постоянного отклонения (типа Аббе), разлагающей падающий на нее свет в спектр и направляющей его вниз на интерферометр. [c.192]

Затруднения, связанные со скоростью, можно преодолеть с помощью интерферометра Майкельсона, изображенного на рис. 4-6. Излучение источника собирается линзой 1 в параллельный пучок и затем делится на два одинаковых потока расщепителем излучения. Потоки отражаются обратно плоскими зеркалами Мг и Ми и, наконец, часть излучения потоков попадает на детектор. Если оба зеркала удалены от расщепителя излучения на равные расстояния, детектор воспринимает одинаково изменяющиеся во времени электромагнитные поля так же, как они воспринимались бы без интерферометра, только с вдвое меньшей интенсивностью. Если теперь передвинуть зеркало М2 вдоль оптической оси вправо, оба потока достигнут детектора в разных фазах, в результате чего будет наблюдаться интерференция. Сдвиг по фазе при данном увеличении длины пути зависит от длины волны излучения и воспринимается детектором как серия последовательных максимумов и минимумов интенсивности. [c.106]

На рис. 4-9 представлена полная оптическая схема спектрофотометра с фурье-преобразованием. Поток от источника ИК-излучения (вверху слева) собирается вогнутым зеркалом и попадает в интерферометр. Пульсирующий поток из интерферометра направляется на колеблющееся зеркало, расположенное так, чтобы посылать поток попеременно то на кювету с пробой (как показано на схеме), то на кювету сравнения (показано [c.107]

Основной частью всякого спектрального прибора является диспергирующий элемент (призма, дифракционная рещетка, зеркала интерферометра). В основу большинства спектральных приборов положен принцип, требующий освещения источником света малых размеров. Таки.м источником может служить щель, которая освещается светом изучаемого объекта. Почти во всех спектральных приборах свет поступает через щель (исключением является интерферометр Фабри — Перо). Для локализации излучений различных частот служит фокусирующая система. В щелевых приборах она дает на фокальной поверхности изображения щели в различных частотах — то, что мы называем спектральными линиями. В бесщелевых приборах в фокальной плоскости получается изображение интерференционных полос. [c.103]

Фурье-спектроскопия имеет ряд больших достоинств. Два главных преимущества интерферометров перед обычными спектрометрами заключаются в следующем. Во-первых, это выигрыш в энергии за счет того, что при сканировании в каждый момент времени на приемник попадает излучение всего исследуемого спектрального диапазона длин волн, а не узкий его участок, определяемый в монохроматоре обычного прибора диспергирующей системой и щелями. Иными словами, в интерферометре в течение всего времени сканирования получается информация одновременно обо всем исследуемом спектральном диапазоне, а в обычном спектрометре в разные моменты времени получается информация только об узких спектральных полосах исследуемого диапазона. Данное преимущество интерферометров особенно важно в длинноволновой области, где интенсивность излучения источника мала и отношение сигнала к шуму является лимитирующим фактором. [c.270]

Рпс. 6-19. Интерферометр Майкельсона и приемник излучения. а — общая схема б — проточная инфракрасная кювета интерферометра (кювета расположена между опт 1 е кой системой и источником излучения). г - - неподвижное зеркало — подвижное зеркало 5 — полупрозрачная пластинка 4 — генератор развертки — окошко в — источник 7 — кювета с образцом 8 — лрнемник излучения — .тльное кольцо 10 — стяжной болт и — корпус [c.274]

Одновременно в области экспериментальной техники наряду с исследованиями по повышению чувствительности детекторов, улучшению фильтров и т. д., успешно разрабатывается принципиально иная методика — интерферометрия. Сам метод был предложен много лет назад Майкельсоном (1927), однако лишь в последние годы он получил практическое применение. В принципе инфракрасное излучение разлагается на два луча, которые интерферируют и затем проходят через образец. Разность хода между лучами варьируется с помощью зеркала результирующий сигнал, таким образом, будет функцией энергии источника, видоизмененной поглощением образца. На выходе получают интерферограмму, Фурье-преобразование которой дает спектр поглощения. Эта операция выполняется с помощью портативного компьютера. Большое энергетическое преимущество интерферометров по сравнению с обычными монохроматорами заключается в том, что в данном случае на детектор одновременно попадает весь исследуемый интервал частот, а не отдельный монохроматический участок. Раньше основным недостатком метода была большая затрата времени на преобразование интерферограммы однако появление сравнительно небольших и недорогих компьютеров, сконструированных специально в виде приставок к интерферометрам, позволило устранить это серьезное затруднение. В настоящее время интерферометрический метод получает все более широкое распространение он подробно обсуждается в гл. 2. [c.11]

Все интерферометрические приборы построены по тому же принципу, что и схема интерферометра Майкельсона излучение длинноволнового инфракрасного источника (обычно ртутной лампы) преобразуется в параллельный пучок и затем разделяется на два луча. [c.45]

На рис. 2.6 приведена схема интерферометра с ламеллярной решеткой ЬН-ЮО фирмы К.ГГ.С. . Сама ламеллярная решетка имеет размеры 8x8 см и представляет собой два ряда параллельных планок, передние поверхности которых сошлифованы на плоскость. Излучение источника через прерыватель попадает на внеосевое параболическое зеркало с алюминированной поверхностью и затем на ламеллярную [c.60]

Источник излучения должен давать спектр с более узкими линиями, чем линии поглощения, и быть свободным от самопоглошения и фона. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют лампы с полым катодом, хотя могут быть использованы и другие источники (дуговые разрядные лампы, безэлектродные разрядные трубки). При использовании спектральных приборов высокой разрешающей силы (интерферометров, больших диффракционных спектрографов) резонансное атомное поглощение может быть осуществлено и с применением источников сплошного излучения (водородная лампа, лампа накаливания). Для отдельных элементов достаточ-Г) [c.6]

А. Майкельсоном в 1880), Интерферометр содержит два взаимно пч>пендикулярных зеркала - неподвижное 1 и подвижное 2 и полупрозрачную светоделительную пластину 3, расположенную в месте пересечения падающих пучков излучения и пучков, отраженнБГх от обоих зеркал. Пучок излучения от источника 4, попадая на пластину 3, разделяется на два пучка. Один из них направляется на неподвижное зеркало [c.222]

Иа рис. 5-17 приведена оптическая схема ИК-детектора с преобразованием Фурье. Излучение от ИК-источника проходит через интерферометр. Разделитель лучей иронускает часть иучка к движущемуся зеркалу, отражая другую его часть на закрепленное зеркало. После отражения иучков от движущегося и закреиленного зеркала свет рекомбинируется на разделителе лучей. Зеркала расположены таким образом, что длины путей пучков света различны. Поэтому ири объединении лучей они не совпадают по фазе, в результате чего наблюдается интерференция с усилением и ослаблением. Рис. 5-18 иллюстрирует возникновение интерференции с усилением и ослаблением для монохроматического света. Система интерференционных полос с усилением и ослаблением для всех длин волн, достигающих детектора, называется интерферограммой (интерференционной картиной) (рис. 5-19). [c.87]

Выше неоднократно обсуждалось требование постоянства условий ввода и приема ультразвуковых колебаний при акустических измерениях. Для его уточнения деформация торцовой поверхности болтов была исследована с помощью двухэкспозиционного метода голографической интерферометрии [ПО]. В качестве источника когерентного излучения применялся гелий-неоновый оптический квантовый генератор ЛГ-38, излучение которого имело мощность 50 мВт, длину волны 632,8 нм, длину когерентности 0,2 м. Интерферограммы записывались на галоидосеребряных фотопластинках ЛОИ-2 с толщиной эмульсии 17 мкм и дифракционной эффективностью 4 %. Перед началом и в ходе снятия градуировочной зависимости одного из болтов были дважды записаны интерферограммы его торцовой поверхности. Для этого при достижении давления 200 МПа в гидравлической системе нагружающего устройства пьезопреобразователь был снят с головки болта, а после оптических измерений установлен заново. Таким образом, были изменены параметры акустического тракта. Согласно данным голографических измерений, при изменении давления от О до 200 МПа с торцовой поверхностью головки болта произошли следующие изменения [c.191]

Принципиальная блок-схема фурье-спектрометра, построенного на базе интерферометра Майкельсона, приведена на рис. 11.49. Поток инфракрасного излучения от источника 1, модулированный прерывателем 2, делится светоделителем 3 на два пучка. Один из них направляется на подвижное зеркало 4, которое может перемещаться с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном его фронтальной поверхности. Отраженный от этого зеркала пучок интерферирует с пучком, отраженным от неподвижного зеркала 5. Далее излучение с помощью системы линз 6 фокусируется на детектор 8, проходя через исследуемый образец, помещенный в кюветное отделение 7. Регистрируемая детектором интерферо-грамма, возникающая при перемещении зеркала, содержит информацию [c.290]

Разность хода лучей в плечах интерферометра может меняться при поступательном перемещении одного из зеркал по известному закону — при необходимости под управлением компьютером. При перемещении зеркала через детектор проходят последовательно яркие и темные полосы, так называемые интерференционные полосы. Если источник обладает широким спектром излучения, интерференционная картина получается очень сложной. Кривая зависимости интенсивности сигнала детектора от разности хода называется интерферограммой. Подсоединенный к детектору компьютер переводит интерферограм-мы в оптический спектр (зависимость интенсивности от частоты) при помощи методов фурье-преобразования. Одно из главных различий между спектрами этого типа и обычными приборами заключается в том, что на исследуемую пробу воздействует излучение одновременно всех длин волн, присутствующих в спектре источника, а не происходит последовательное изменение длин волн излучения, действующего на образец. [c.115]

Рис. 8.18. Запись интерферограммы е помощью вспомогательного источника 1, — источник света Ь, — коллиматорная линза М , — зеркала интерферометра М, — светоделительное зеркало Ьг — линза Я, — диафрагма Р — при-емьик излучения 1г — вспомогательный управляемый источник света 8 — щель — фотопластинка.

Сигнал от фотоприемника Р управляет яркостью излучения источника света /а, освещаюш его ш,ель Эта щель проектируется на фотопластинку, движущуюся синхронно с зеркалом М . интерферометра. Жесткая связь пластинки и зеркала устраняет трудности, связанные с неравномерностью движения зеркала. Поскольку яркость управляемого фотоприемником источника света может быть выбрана сколь угодно большой, снимаются также трудности, обусловленные применением низкочувствительных высокоразрешающих фотослоев. Число полос, которое [c.223]

Спектрометр ИТ-69, разработанный в ГОИ, предназначен для получения интер-ферограмм в виде показаний цифрового вольтметра, нанесенных на перфоленту. Ее можно вводить в вычислительную машину Урал-2 . Последняя выдает готовый спектр за время, сравнимое с временем получения интерферограммы. Полное время регистрации и получения спектра занимает около 30 мин. Основная часть оптической схемы ИТ-69 показана на рис. 8.12, а. После прохождения диафрагмы 1 и отражения от плоского зеркала 2 исследуемое излучение коллимируется параболическим зеркалом 3 Р = 277 мм, О =70 мм) и падает на светоделительную 4 и компенсационную 5 пластинки интерферометра Майкельсона. После отражения от подвижного 6 и неподвижного 7 зеркал пучок фокусируется параболическим 8 и плоским 9 зеркалами на выходную диафрагму 10. За ней расположен приемник 11. Контроль перемещения зеркала 6 осуществляется непрерывной записью интерферограммы зеленой ртутной линии от вспомогательного источника. [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология