Применение лазерного возбуждения

Лазерное возбуждение для обнаружения элементов можно рассматривать только в качестве микрометода (разд. 3.2.9). Это обусловлено тем, что оно обеспечивает высокий относительный и чрезвычайно низкий абсолютный пределы обнаружения. При применении лазерного возбуждения в сочетании со вспомогательной искрой и при испарении 10 г материала пробы большинство элементов обнаруживаются в количестве 10 г. [c.32]

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ [c.63]

Спектр флуоресценции олова показан на рис. III. 14, б. Для анализа Sn наиболее удобна самая интенсивная из смещенных линий SnI 317,1 нм. Главная трудность применения лазерного возбуждения в области 300 нм состояла в спектральном на- [c.72]

Основная погрешность измерения связана с временем пробега акустического импульса в контактном слое между преобразователем и образцом, поскольку толщина слоя варьируется случайным образом. Эта погрешность уменьшается, если измерения выполнять по импульсам многократных отражений, например второму и третьему донным сигналам. Применение бесконтактных способов возбуждения и приема ультразвуковых колебаний устраняет эту погрешность. Например, применение лазерного способа (см. п. 1.5.2) обеспечивает погрешность измерения не более 0,05% в диапазоне частот 0,5. ..30 МГц. [c.249]

Интенсивность флуоресцентного излучения зависит от интенсивности возбуждающего излучения и квантового выхода процесса возбуждения. Поэтому для повышения чувствительности метода следует использовать достаточно мощные источники света, например газоразрядные лампы или лазеры. Применение лазеров позволяет детектировать количество вещества на уровне 10 г. Метод двухфотонного лазерного возбуждения отдает возможность использовать лазер с более низкой энергией, например, аргоновый. Для внедрения в практику такого метода необходимо иметь достаточно широкий спектр лазеров, перестраиваемых по длинам волн. Чувствительность детекторов по флуоресценции для некоторых соединений оказывается на несколько порядков выше чувствительности детекторов по поглощению, поскольку отсчет удается вести фактически от интенсивности регистрируемого излучения, близкой к нулю, на которую не накладывается возбуждающее излучение. [c.155]

Наиболее низкие пределы обнаружения элементов методом АФА достигнуты с применением графитовых электротермических атомизаторов при лазерном возбуждении флуоресценции. Например, таким методом было изучено распределение содержания свинца в различных слоях антарктического льда в диапазоне концентраций 0,2-20 нг/л. Блок-схема применявшегося спектрометра (разработана Институтом спектроскопии РАН) показана на рис. 14.63. [c.853]

Сводка аналитических результатов по применению пламенного и печного атомизаторов в методе АФС с лазерным возбуждением [c.947]

Недостатки лазерного способа возбуждения и приема, мешающие его промышленному применению, - громоздкость аппаратуры, малая частота следования импульсов, недостаточно большой ресурс работы лазера, малая чувствительность при приеме. Возможно сочетание лазерного возбуждения с неоптическими способами приема [249]. Рекомендовано [45] для контроля алюминиевых сплавов применять лазерный пучок с диаметром на поверхности ОК 1,8. .. 3 мм и средней поверхностной плотностью тепловой мощности лазерного излучения 240. .. 300 МВт/см . Излучение происходит в результате действия эффекта абляции, т.е. при некотором повреждении поверхности. [c.78]

Применение иммерсионного контакта или бесконтактных способов возбуждения и приема ультразвуковых колебаний устраняет погрешность от вариации времени пробега импульса в контактном слое. Например, применение лазерного способа излучения и приема (см. разд. 1.2.4) обеспечивает погрешность измерения не более 0,05 % в диапазоне частот 0,5. .. 30 МГц. [c.733]

Преимущество применения лазерных импульсов заключается в том, что благодаря особо хорошей фокусировке световых лучей возможно возбуждение звука с большого расстояния (10 м). [c.170]

В последнее время началось практическое применение бесконтактного лазерного возбуждения упругих колебаний. Для приема сигналов используют пьезопреобразователи, ЭМА-приемники и оптические интерферометры. Лазерный способ излучения и приема используют, в частности, для контроля многослойных конструкций и изделий из полимерных композитных материалов. [c.231]

Применение лазерного излучения в области видимого и УФ излучения позволяет получать высокие концентрации возбужденных частиц за очень короткие периоды времени и осуществлять многофотонные р-ции (см. Двухквантовые реакции). [c.295]

С другой стороны, необходимость разработки новой экспериментальной аппаратуры является вполне справедливым требованием. Следовало бы продолжить поиски новых методов исследования, которые позволили бы обнаружить новые свойства жидкостей, а также установить те тонкие различия в уже известных свойствах, которые до сих пор не удавалось наблюдать. Применение лазерного излучения с исключительно высокой степенью монохроматичности для возбуждения атомов и молекул также может повысить точность исследования их взаимодействия и позволит глубже понять структуру жидкой воды. [c.69]

Для качественного и количественного определения растворенных органических веществ разработано несколько типов флуо-риметров, которые прошли испытания в лабораториях и природных условиях. Особо следует отметить применение лазерного источника для возбуждения люминесценции растворенных органических веществ в пресных и морских водоемах, что позволяет исследовать водную поверхность дистанционным методом [491, 492]. [c.227]

Практически необходимые интенсивности могут быть достигнуты только при применении лазерных источников возбуждения взамен ламп с полым катодом, высокочастотных разрядных трубок и ламп сверхвысокого давления, обычно используемых в АФА. [c.45]

Несомненно, что в будущем технические возможности исследования спектров комбинационного рассеяния значительно возрастут. Например, исследование химических частиц, изолированных в твердых матрицах, методом спектроскопии КР все еще невозможно из-за слабой интенсивности рассеяния. Использование мощных лазеров в качестве источников возбуждения может решить эту проблему, и работа в этом направлении успешно осуществляется в настоящее время во многих лабораториях ). Применение лазерных источников стимулирует также и поляризационные исследования, что сильно облегчает интерпретацию спектров. Накопление экспериментальных данных приведет к лучшему пониманию различных эффектов и развитию теории, которая в конечном счете объясняет эксперимент. [c.404]

Эта глава посвящена в основном теории и аналитическим результатам, полученным при применении импульсных лазеров на красителях в комбинации с пламенами и электротермическими атомизаторами, обычными в атомно-флуоресцентной спектроскопии. Возбуждение флуоресценции непрерывными лазерами описано в гл. 8. Характеристики флуоресцентного метода с лазерным возбуждением обсуждаются в аспекте процессов возбуждения и дезактивации возбуждения (разд. 4.2 и 4.3), эффектов насыщения для двух- и трехуровневых систем (разд. 4.4), влияния плотности падающего излучения источника на форму градуировочного графика (разд. 4.5) и возможности локального измерения таких физических параметров, как температура, квантовый выход, а также концентрации (разд. 4.6). Общие узлы установок для атомно-флуоресцентной спектроскопии, используемых различными авторами, рассмотрены в разд. 4.7, а аналитические результаты описаны в основном в виде достигнутых пределов обнаружения по отношению к водным растворам в разд. 4.8. Читателю можно также рекомендовать две обзорные статьи [7, 8], касающиеся общих вопросов применения в аналитической спектроскопии перестраиваемых лазеров па красителях, включая флуоресцентные методы анализа. [c.192]

Применение флуоресценции с лазерным возбуждением как мощного инструмента диагностики пламени выходит до некоторой степени за рамки настоящей главы. Однако интересно было бы рассмотреть возможность измерения температуры пламени и квантового выхода для атомов в пламенах, просто обращаясь к теории, обрисованной в предыдущих параграфах. Кратко мы обсудим также измерение пространственного распределения плотности. [c.222]

Впоследствии был выполнен ряд работ, посвященных как усовершенствованию лазерного способа возбуждения, так и различным вопросам его применения. Вначале мы изложим наиболее интересные результаты, которые могли быть достигнуты только с помощью АФА при лазерном возбуждении. [c.63]

I воздушно-водородном пламенах, приводя к пределу обнаружения в лучшем лучае 5-10- % [101], при лазерном возбуждении 5-10-5% [37]. Практиче-кого применения эта флуоресценция пока не имеет. [c.93]

При лазерном возбуждении и применении графитового атомизатора абсолютный предел равен 1300 атомов/см , а относительный 5-10 % [73]. [c.93]

Другие методы. Распространение оптических квантовых генераторов и результаты опытов по использованию лазерных установок для контроля за качеством воды указывают [49, 50] на их перспективность. С помощью этих установок может быть определена степень загрязненности воды нефтью, органическими примесями и др. Применение спектроскопии комбинационного рассеяния с лазерным возбуждением позволяет определять органические примеси в воде, например бензол в концентрации менее 5—10 мг/л [51]. [c.23]

Несмотря па все эти условия, работа в режиме насыщения имеет несомненные преимущества, значительно перекрывающие трудности его получения. Следует отметить, что до настоящего времени число работ по применению лазерного возбуждения в атомно-флуоресцентиом анализе довольно мало вследствие высокой стоимости перестраиваемых лазерных систем и из-за того, что результаты, полученные с применением пламен атмосферного [c.136]

Таким образом, применение лазерного возбуждения дает возможность достигнуть рекордно низких пределов обнаружения и регистрировать незначительное число атомов определяемого элемента. Однако для решения рядовых снектрохимических задач пределы обнаружения оказываются значительно больше. Они сравнимы с пределами обнаружения ААА. Это иллюстрируется таблицей. Приведенные в ней данные взяты из табл. 6 работы [6]. Мы видим, что пределы обнаружения АФА и ААА близки, и только в отдельных случаях можно отдать определенное предпочтение одному или другому методу. В настоящее время ААА распространен значительно шире, и сравнительно небольшое число практических анализов вынолня- [c.46]

Несомненно, необходимо проведение большего числа эксперИ ментов, чтобы точнее понять физику процесса и получить одн> значпое сравнение теоретических предсказаний с эксперимен тальнымн результатами. Вплоть до настоящего времени число работ по применению лазерного возбуждения в атомно-флуорес центном анализе довольно мало вследствие высокой стоимостт использования в лабораторном масштабе лазера на красителях, перестраиваемого во всем интересующем исследователей спектральном диапазоне, и вследствие того, что результаты, полученные в пламенах при атмосферном давлении, незначительно превосходят те, что уже были достигнуты с помощью обычной атомно-абсорбционной и эмиссионной спектроскопии. [c.239]

Определение следов загрязняющих веществ в окружающей атмосфере рассмотрено в разд. 8.3.6. Такую же важную и интересную проблему ставит обнаружение следов веществ в растворах. В этой области важную роль играют флуоресцентные методы в конденсированной фазе применение лазерного возбуждения в флуоресцентном анализе некоторых образцов значительно повышает чувствительность. В большинстве случаев возбуледение проводят при одной длине волны, а свечение наблюдают совсем при другой. Путем тщательного подбора системы фильтров, чтобы отделить испускаемый свет от возбуждающего, удается существенно уменьшить влияние рассеянного лазерного излучения, а используя высокоинтенсивное лазерное возбул(дение, достичь большого увеличения чувствительности. [c.580]

Многоквантовое ИК-поглощение дает уникальный способ получения высокой степени внутреннего возбуждения молекул, обеспечивая новые экспериментальные методы для исследования мономолекулярной диссоциации. К тому же при ИКМКД продукты обычно образуются в основном электронном состоянии, что не всегда обеспечивается стандартной однофотонной диссоциацией под действием ультрафиолетового или видимого излучения. Продукты, образующиеся при ИКМКД, схожи с получаемыми при термической диссоциации или пиролизе, однако при этом нет необходимости нагревать весь образец до высоких температур. Этот метод привлек особое внимание теми возможностями, которые можно реализовать в изотопно-селективной химии. Во многих экспериментах показана решающая роль нескольких первых дискретных стадий поглощения во всей схеме возбуждения. Так как изотопный сдвиг в колебательных спектрах может быть относительно велик, то существует возможность селективно диссоциировать частицы, содержащие выбранный изотоп, настроив лазер на соответствующий переход v = l- v = 0. Двухчастотные эксперименты продемонстрировали, что маломощный, но имеющий узкую линию лазер может быть использован для прохождения первых уровней области I, тогда как мощный лазер, частота излучения которого часто несущественна, обеспечивает возбуждение молекулы в области И и последующую диссоциацию. Например, диссоциация UFe осуществляется накачкой полосы V3 (615 см- ) излучением маломощного лазера и использованием более мощного СОг-лазера, облучение которым само по себе не приводит к диссоциации. Потенциальные применения лазерных методов разделения изотопов очевидны они дополняют стандартные методы, представленные в разд. 8.10. [c.78]

Экспериментальное изучение подвижности ядер при фотодиссоциации представляет трудную, но очень престижную цель потому, что изменения структуры молекул происходят на межъядерных расстояниях порядка десятых долей нанометра на временных интервалах в фемтосекундном диапазоне. Интересный подход к этой проблеме связан с применением спектроскопических эффектов, обусловленных движением ядер, в качестве индикатора зависимости от времени. В сущности требование высокого временного разрешения трансформируется в необходимость измерения амплитуд сигналов в зависимости от частоты. Как конкретный пример рассмотрим молекулу О3. При поглощении фотона эта молекула предиссоциирует в течение примерно одного колебания. Она определенно не может рассматриваться как флуоресцирующая молекула (см. разд. 3.3 и 4.3). Однако очень малая часть молекул испускает излучение (около 1 на 10 ), и при интенсивном лазерном возбуждении и чувствительной системе регистрации спектр испускания может быть записан. Интересное свойство этой флуоресценции заключается в необычно длинных последовательностях колебательных полос. При распаде молекулы она проходит через все возможные молекулярные конфигурации так, что франк-кондонов-ские вероятности переходов на соответствующие этим конфигурациям уровни оказываются большими (см. разд. 2.7). С точки зрения динамики диссоциации более важно то, что интенсивности наблюдаемых линий в опосредованном виде представляют подвижность молекул в возбужденном состоянии и тем самым несут информацию о процессе диссоциации. Диссоциация О3 под действием УФ-излучения — очевидный пример того, как качественное понимание динамики может быть получено простым способом. Полосы деформационных колебаний не видны в спектре испускания, что прямо предполагает, что деформационные колебания не участвуют на ранних стадиях реакции. Более того, наблюдаются только переходы с участием четных уровней антисимметричных валентных колебаний. Этот результат интерпретируется в рамках симметрии процесса диссоциации. [c.207]

Лазеры используются во флуоресцентном мегоде определения как атомов, так и молекулярных компонентов. Применение селективного лазерного возбуждения позволяет получать при низких (гелиевых) температурах тонкоструктурные спектры флуоресцирующих молекул в произвольных растворителях, например, проводить прямой анализ сложных продуктов на содержание полициклических углеводородов [62]. [c.245]

Впервые химический лазер, основанный на реакции между водородом и хлором, был разработан американскими исследователями, Однако им не удалось достичь успеха, поскольку затраты энергии на инициирование реакции, т. е. создание атомного хлора, во много раз превышали энергию лазерного возбуждения. Таким образом, данная реакция цепная, и в ней есть акт, дающий неравновесно возбужденные продукты, но она протекает с недостаточной скоростью. Поэтому для создания высокоэффективного химического лазера следует выполнить одновременно несколько условий, а именно реакция, лежащая в основе такого лазера, должна быть быстрой, идти по цепному механизму и должна приводить к образованию неравновесных возбужденных молекул, колебательная энергия которых значительно превышает энергию поступательного и вращательного движений. Идея использования быстрых цепных реакций была выдвинута впервые советскими учеными. В настоящее время широкое применение нашли цепные реакции водорода или дейтерия с фтором, в результате которых образуются возбужденные молекулы НР или ОР с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Излучение генерируется благодаря колебательным переходам в этих молекулах. Длина волны X излучения для НР составляет 2,7—3,2 мкм, а для ОР — 3,7—4,4 мкм. При добавлении оксида углерода (IV) к смеси дейтерия и фтора молекулы СОз забирают энергию у молекул ОР и переизлучают ее а области 10 мкм. Сравнительно недавно в США был создан хими ческий лазер, излучение в котором составляет 1,3 мкм. В его основу положена реакция молекулярного хлора с пероксидом водорода. Дело в том, что в растворе пероксид водорода диссоциирует на ионы Н+ и НО2 , которые активно реагируют с молекулами хлора. При этом взаимодействии возникает возбужденная молекула кислорода. Это так называемый синглетный кислород, в молекуле которого возбуждены не колебания, а долго живущие электронные состояния. Газообразный хлор пробулькппает через жидкую смесь пероксида водорода и гидроксида натрия, который [c.101]

Применение Bib в качестве люминофора и биэлектронная люминесценция кристаллов при лазерном возбуждении рассмотрены в [346]. [c.297]

Растворы 1,2-диарилэтиленов и диарилзамещенных 1,4-дивинилбензола генерируют свет при лазерном возбуждении и могут найти применение в оптических квантовых генераторах (см. гл. 12). [c.57]

Времена жизни трех обнаруженных здесь процессов лежат в диапазоне от 50 пс до 1 мс, т.е. различаются в 20 миллионов раз. Эти наблюдения дают представление о возбужденных состояниях бензофенона и скоростях переходов между ними. Такие знания являются в высшей степени важными, поскольку их можно непосредственно использовать при исследовании природного фотосинтеза — важнейшего процесса, который ученые давно стремятся воспроизвести, В настоящее время при помощи импульсных лазеров изучены в реальном времени многие другие типы быстрых химических реакхщй, в том числе химическая изомеризация, фотоперенос протона и фото диссоциация. Некоторые явления, сопутствующие таким процессам, также можно изучить только с применением короткоимпульсного лазерного возбуждения и соответствующей аппаратуры. [c.144]

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]

Работы по применению лазера в качестве источника воз-буждрния света открывают дополнительную возможность получения еще более узких линий излучения органических молекул 1515]. При лазерном возбуждении в области О—О-лерехода ряда веществ в спектре флуоресцетции при низкой температуре возникают очень узкие линии. При этом т уменьшается до 10 " с. Этот эффект наблюдается как в кристаллических, так и в стеклообразных средах. [c.237]

Сопоставление данных зависимости интенсивности спектральных линий и характера структурных преобразований в зоне облучения от размеров пробы свидетельствует о необходимости введения поня-ния критической величины диаметра и массы пробы для случая применения лазерных импульсов, как это принято при использовании традиционных источников возбуждения [8]. Естественно, эта критическая величина будет существенно зависеть в конкретном случае не только от свойств анализируемых объектов, но и от условий облучения мощность импульса, условий фокусировки и т. д. [c.92]

В н идких системах посредством мощного импульса света все молекулы переводятся из состояния Зо в состояние Т . Измерение оптической плотности при помощи зондирующего луча сразу после окончания импу.тьса позволяет приравнять концентрацию триплетных мо.чекул к исходной концентрации [13]. Если при увеличении интенсивности света оптическая плотность для всех длин волн не изменяется, то это служит доказательством справедливости сделанного допущения. Этим методом были получены спектры Т—Т-поглощения и коэффициенты экстинкции в области от 200 до 1000 нм для ряда ароматических углеводородов [14, 15]. Гелий-кадмиевый лазер был применен для определения ет ряда красителей [16]. Если условия эксперимента не позволяют перевести все молекулы в состояние Т , то измеряется уменьшение оптической плотности А ) в полосе поглощения З1 Зд. Концент-ряция триплетных состояний п определяется из равенства АХ) = = /гед/, где ез — коэффициент экстинкции поглощения 81 <— Зо, I — толщина слоя. Лазерное возбуждение применялось и в этом варианте метода [17]. [c.10]

Магний Mg 24,30 7,64 эВ МйО 4,3 эВ (рис. IV 3). Флуоресценци атома магния содержит практически одну яркую резонансную линию X = = 285,21 нм, которую использовали почти во всех многочисленных работах, посвященных ее изучению и применениям. В качестве атомизаторов пригодны все пламена, применяющиеся в АФА. Лучший предел обнаружения — 5-10 % — получен при использовании воздушно-водородного пламени и возбуждении лампой с полым катодом повышенной яркости (конструкция Салливана— Уолша). Аналитическую линию выделяли с помощью интерференционного фильтра приемник излучения — солнечно-слепой ФЭУ (НТУН-166) При использовании монохроматора предел обнаружения в тех же условиях почти на два порядка больше [94]. При лазерном возбуждении предел обнаружения 2-10- % [34]. Хорошие пределы обнаружения удавалось получить также при возбуждении ксеноновой СВД-лампой [123]. [c.86]

Большинство работ по возбуждению флуоресценции никеля выполнено с применением воздушно-водородного и воздушно-ацетиленового пламен. Источником света служила лампа с полым катодом (типа Сулливана — Уолша), а также высокочастотные безэлектродные лампы. Ксеноновая СВД-лампа возбуждает флуоресценцию, но дает очень большой предел обнаружения— 10- —10 % [123, 130]. Лучший предел обнаружения с применением газоразрядного источника света — 10 получен при работе с прибором АР8-6 и лампы с полым катодом в импульсном режиме [93]. Примерно такой же предел наблюдается и при лазерном возбуждении [34]. Абсолютный предел обнаружения — 5 пг. [c.89]

При лазерном возбуждении предел обнаружения (без обогащения) paBei 10- % [37]. Очень плохой предел обнаружения дает применение ксеноново СВД-лампы 10- % [150]. Большинство примесей при стократном избытК [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология