Лазер как источник возбуждения

Настоящий переворот в области использования спектроскопии КР в химии вызвало введение в аппаратуру лазерных источников возбуждения. Лазеры дают интенсивное монохроматическое излучение, что очень важно для получения качественных спектров КР, особенно для разрешения линий, имеющих малый частотный сдвиг относительно vo. При этом можно получать спектры для менее концентрированных растворов, а также записывать спектры газов, порошков, сильно окрашенных растворов и т. д. Уменьшается и количество вещества, необходимого для приготовления образца. [c.222]

Ангармонизм колебаний и перераспределение энергии между разл. степенями свободы при соударениях молекул приводят к ограничению направленности действия источника возбуждения системы. Для достижения наиб, выхода продукта при минимуме затрат энергии нужно, как правило, возбуждать не одну, а неск. определенных колебат. степеней свободы, причем не обязательно оптически разрешенных. Это позволяет управлять хим. р-циями их скоростью, составом продукта и др. Подобные задачи решаются, в частности, в плазмохимии, фотохимии, радиационной химии, лазерной химии. Первичные продукты внеш. воздействия-сильно неравновесные по хим. составу и степени возбуждения частицы - могут, взаимодействуя, приводить к образованию больших концентраций др. возбужденных частиц, в т. ч. с инверсной заселенностью, что является необходимым условием для генерирования лазерного излучения (см. Лазеры химические). [c.219]

Обычно люминесценцию возбуждают облучением объекта коротковолновыми лучами видимого или УФ-диапазона спектра. В качестве источников возбуждения используют лампы накаливания или газоразрядные лампы. В последнее время для этой цели применяют лазеры. Из газоразрядных ламп в люминесцентном анализе обычно используют ртутные лампы, дающие линейчатый спектр. Характер излучаемого спектра зависит [c.213]

Источником возбуждения, который, по-видимому, позволяет решить много проблем в атомно-флуоресцентном анализе, является непрерывно перестраиваемый по длинам волн лазер. В настоящее время такими лазерами являются лазеры на красителях (см. Приложение I), которые обладают следующими уникальными особенностями. [c.132]

Не надо думать, что на сегодняшний день все проблемы аналитической химии решены с применением в атомно-флуоресцентном анализе лазерных источников возбуждения. Несмотря на достигнутые очень хорошие пределы обнаружения элементов для реальных образцов, проблемы атомизации пробы, стабильности лазерных источников, технической эксплуатации лазеров, дезактивации возбужденных состояний и т. п. не позволяют еще считать атомно-флуоресцентный метод анализа наиболее широко применяемым методом для решения всех возникающих задач. [c.133]

Уже сейчас гелио-неоновые лазеры используют возбужденные атомы гелия с их высоко лежащими энергетическими уровнями электронов для возбуждения атомов неона, имеющих незаселенные возбужденные уровни на той же высоте, что и у гелия. Если концентрация атомов гелия значительно превыщает в смеси концентрацию неона, получается возможность инверсии заселенности в атомах неона, вместе с этим развивается и лазерный эффект. Вообще атомы или молекулы (например, N2), имеющие высоко лежащие уровни возбуждения, служат теперь источниками для конструкции лазеров (Ма- СОг) и как инициаторы различных химических процессов. [c.169]

Аналит. сигнал в А.-ф, а. формируется на фоне шумов регистрирующей схемы и рассеянного света. Последний возникает в результате рассеяния излучения источника возбуждения на оптич. неоднородностях паров и на частицах пробы в атомизаторах. При больших интенсивностях рассеянного света выделение из шума сигнала резонансной флуоресценции затруднено, поскольку длина волны аналит, линии совпадает с длиной волны рассеянного света. Для подавления влияния шума макрокомпоненты пробы отделяют и анализируют концентрат микроэлементов. Применяют также нерезонансную флуоресценцию, при к-рой длины волн возбуждающего и рассеянного света не совпадают с длиной волны флуоресценции. В этом случае эффективное возбуждение достигается только с использованием лазеров. [c.217]

Действие лазера на красителе зависит от электронных переходов в возбужденные синглет-иое, а затем триплетное состояния. Лазерный процесс начинается с поглощения света от источника возбуждения (обычно гигантского импульсного лазера или специальных импульсных ламп), в результате чего молекулы красителя переходят из основного состояния (5о) в вышележащие возбужденные синглетные состояния ( , 5) (рис. 10.27). [c.173]

МОЖНО добиться путем использования источника возбуждения, который достигает порога лазера до начала индуцированного испускания. Для этого необходимы источники света, которые дают мощность несколько сотен киловатт за долю микросекунды (это гигантские импульсные лазеры или специальные импульсные лампы). В последние годы разработана методика контроля концентрации триплетного состояния с помощью химических гасителей и механического воздействия. [c.175]

Современные приборы для КР-спектроскопии оборудованы лазерными источниками возбуждения. Обычно используются лазеры в видимой (He-Ne, 632,8 нм или Аг, 488 и 514,5 нм) и ИК-области (Nd YAG, 1,06 мкм). [c.170]

На рис. 15.3-8 приведена схема типичного /Li-СПА-устройства, использующего метод КЭ. Для хранения буферного раствора используются резервуары в виде специальных пластиковых бутылочек или наконечники для микропипеток. Эти резервуары приклеиваются к покрывающей плате кремниевого микрочипа и через отверстия в последней присоединяются к микроканалам, сформированным внутри микрочипа. Платиновые электроды помещают в эти резервуары и соединяют через высоковольтное реле с источником высокого напряжения. Для упрощения на рисунке показаны не все электроды. Детектор регистрирует флуоресценцию, возбуждаемую аргоновым, He-Ne- или He- d-лазером, излучение которых направляется в детекторную зону по оптоволокну. В качестве источника возбуждения флуоресценции могут также использоваться светодиоды с голубым свечением, что свидетельствует о возможности [c.647]

Уделяется большое внимание возможности использования лазеров в качестве источников возбуждения в локальном анализе микрообъектов [34, 206, 274, 952, 1032]. [c.121]

Проведено изучение работы ДФИ с различными газами-носи-телями, определены его линейности и чувствительности для большого круга органических веществ. Испробовано применение ДФИ с капиллярными колонками. В качестве источника возбуждения использован лазер, с помощью которого исследован механизм двухфотонной фотоионизации для анализа полиатомных ароматических соединений. Оптимизированы параметры детектора. [c.167]

Значительное увеличение чувствительности ФМД может быть получено при применении вместо ртутной лампы монохроматического лазера и гибких оптических световодов для введения света непосредственно в проточную ячейку малых размеров [74]. При введении конца световода непосредственно в кварцевую капиллярную ячейку на выходе из хроматографической колонки и облучении ее несколько выше по ходу потока с помощью Аг-ионного лазера под углом 90° получена чувствительность на уровне десятков пг для некоторых лекарственных Препаратов [65]. Предложен также лазерный ФМД с двухфотонной наведенной флуоресценцией. Использование импульсного лазера в качестве источника возбуждения позволяет селективно детектировать только те соединения, время жизни флуоресценции которых больше скважности импульсов [66]. [c.276]

Лазерные источники возбуждения спектров. Электроразрядные источники возбуждения спектров позволяют анализировать непосредственно только электропроводные материалы, анализ диэлектрических материалов требует специальной подготовки. Лазерные источники дают возможность прямого анализа любых твердых материалов, и для этой цели могут применяться различные лазеры твердотельные импульсные лазеры в свободном и моноимпульсном режимах, лазеры на красителях с ламповой накачкой и др. с энергией лазерных импульсов до 10 Дж в режиме свободной генерации и до 0,6 Дж в моноимпульсном режиме. При этом реализуется плотность мощности излучения до 10 °-10 Вт/см [c.374]

Основной помехой при атомно-флуоресцентных определениях элементов является рассеянное излучение, которое возникает вследствие рассеяния излучения от источника возбуждения на атомах и молекулах анализируемого образца. Рассеянное излучение часто маскирует слабые сигналы резонансной флуоресценции. Во избежание помех, связанных с рассеянным излучением, для измерения используют линии нерезонансной флуоресценции. В этом случае эффект возбуждения достигается лишь с помощью лазеров. [c.514]

В идеальных условиях (высокие значения квантовых выходов люминесценции, молярных коэффициентов поглощения, отсутствие поправки на контрольный опыт и др.), даже применяя в качестве источника возбуждения лампы, удается достичь пределов обнаружения на уровне пикограммов в миллилитре. В модельных экспериментах с родамином 6Ж, сорбированном на отдельных частицах кремнезема диаметром 10 мкм, при использовании флуоресцентного микроскопа с лазером в качестве источника возбуждения излучения удалось определить 8000 молекул красителя ( 6 -10" г), сорбированных на индивидуальной частице. [c.298]

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]

Интенсивность свечения комплексов уранила в растворах измеряют на установке, блок-схема которой приведена на рис. 3. В качестве источника возбуждения используют азотный импульсный лазер ЛГИ-21 (Х,= 337 нм, длительность импульса 10 не, частота повторения импульсов до 100 Гц), излучение которого направляется в кювету с анализируемой пробой (раствор) и вызывает люминесценцию ионов уранила и сопутствующих примесей (например, органических веществ). В качестве приемника излучения используют ФЭУ-38, работающий в аналоговом режиме, и ФЭУ-79, работающий в режиме счета фотонов. [c.87]

Применение флуориметрического метода к диагностике фитопланктона оказалось чрезвычайно плодотворным. Первые результаты по дистанционной лазерной флуориметрии фитопланктона с борта самолета были опубликованы в 1973 г. 71. Источником возбуждения служил лазер на красителях с ламповой накачкой, генерирующий излучение с длиной волны 590 нм. Эхо-сигнал выделяли интерференционным фильтром с центральной длиной волны Х = 685 нм и детектировали с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). В последнее время за рубежом появились работы по дистанционному (с борта самолета) количественному определению хлорофилла а с использованием калибровки по комбинационному рассеянию воды. В работе [8] в качестве источника излучения использовали лазер на красителе с ламповой накачкой мощностью 200 кВт и генерацией на 470 нм. Эхо-сигналы КР воды (560 нм) и флуоресценции фитопланктона (685 нм) разделяли полупрозрачными фильтрами на соответствующие ФЭУ. В работе [9] использовали лазер Nd + AИГ с длиной волны генерации 532 нм и дифракционный спектрометр с приемником параллельного детектирования, включающим в себя сорок ФЭУ. Система проводит не только спектральные измерения, но и стратификацию распределения фитопланктона, [c.177]

Выбор источника возбуждения и спектрального прибора. При проведении качественного анализа используют чаще всего дуговые источники возбуждения с применением фотографического способа регистрации спектра. При необходимости проведения локального анализа (постороннее включение в детали, неоднородность какого-либо образца и т. п.) применяют высокочастотную искру или лазер. При использовании искры анализ не сопровождается разрушением образца в результате плавления, как, например, в дуге. Поверхность объекта, используемая разрядом, ограничена, так как флуктуация источника отсутствует. [c.94]

В последние годы разработаны новые источники возбуждения спектров — с помощью высокочастотных плазмотронов, лазера и некоторых форм тлеющего разряда [7,11]. [c.220]

К особенностям спектрального анализа сплавов можно отнести вопросы, связанные с эталонированием, влиянием формы, размеров образцов, структуры сплава на результаты анализа, взаимным влиянием элементов, а также условиями достижения стационарного равновесия в дуговом и особенно искровом разрядах, т. е. механизмом перехода пробы в излучающее облако. При анализе сплавов применяют визуальные, фотографические и фотоэлектрические методы. Источниками возбуждения служат искра и дуга переменного тока, для локального анализа можно применять лазер [50]. [c.117]

В качестве источников возбуждения спектров чаще всего применяют электрические дуги постоянного и переменного тока, в некоторых случаях пламена, реже искру при использовании образцов в виде брикетов, полый катод, плазматрон, описано примене-нйё лазера. Основные способы введения порошков в источник света следующие 1) способ испарения веществ из канала электрода в виде порошка или брикета 2) метод вдувания порошка в горизонтальное пламя дуги переменного тока 3) метод введения порошка на вращающемся медном или графитовом электродах. [c.119]

АТОМНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫИ АНАЛИЗ (атомно-флуоресцентная спектрометрия), метод количеств, элементного анализа по атомным спектрам флуоресценции (см. Люминесценция). Для получения спектров атомный пар пробы облучают излучением, частота к-рого совпадает с частотой флуоресценция определяемых атомов (резонансная флуоресценция). Р-ры исследуемых в-в атомизируют чаще всего в пламенах, реже — в электротермич. атомизаторах, нагреваемых током графитовых тиглях и печах порошки — в тиглях и капсулах, помещенных в пламя. Хим. состав пламен и защитную атмосферу тиглей подбирают так, чтобы тушение флуоресценции было минимальным. Источниками возбуждения служат интенсивные импульсные лампы с полым катодом, лазеры и др. Спектр флуоресценции регистрируют с помощью простых светосильных спектрофотометров. Интенсивность линий флуоресценции — мера конц. элементов в пробе. Для градуировки прибора примен. стандартные образцы известного хим. состава, соответствующего составу пробы. Осн. достоинства метода большая селективность, низкие пределы обнаружения (в р-рах — 10- нг/мл, в порошюх — до 10- —10- % для таких летучих элементов, как d и Ag), большой интервал конц., в к-ром градуировочный график прямолинеен (обычно 1—2 порядка величины концентрации, а с применением лазеров — до 5), простота автоматизации. А.-ф. а, использ. для определения приблизительно 50 элементов в сплавах, горных породах, лунном грунте, растениях, почвах, водах, нефтях, пищ. продуктах и т. д. [c.59]

На рис. 2.41 показаны фотографии непрерывно горящего оптического разряда, па рис. 2.42 — температурное поле разряда. Температуру измеряли по континууму излучения в узком интервале длин волн вблизи Л = 5125 А и интенсивности излучения спектральных линий атомов и ионов азота. Центр плазменного сгустка на рис. 2.41 сдвинут на 1,1 см к источнику излучения. Температура в центре сгустка при Р = = 2 атм была равна 18000 К в Аг, 14000 К в Хе. Нри Р = 6 атм в Н2 температура равна 21000 К, в N2 при 2 атм — 22000 К. Температура всегда падает монотонно от центра к периферии плазменного сгустка. Размеры сгустка всегда находятся в пределах 3 -Ь 15 мм, плазма вытягивается вдоль оптической оси. Очень важные в практическом отношении зависимости показаны на рис. 2.43 — пороговые мощности лазеров при возбуждении оптических разрядов в различных газах в зависимости от давления. Во всех исследованных газах пороговая мощность лазера резко возрастает с давлением. [c.96]

Для получения спектра следует возбудить атомы. В практике атомно=эмиссионного спектрального анализа (АЭС) в качестве источников возбуждения спектров применяют пламя, электрические дуги постоянного и переменного тока, низко- и высоковольтную конденсированную искру, низковольтный импульсный разряд, различные формы тлеющего газового разряда и др. В последние годы начинают щироко использовать также различные виды высокочастотных разрядов — источник индуктивно-связанной высокочастотной плазмы (ИСП), микроволновой разряд, лазеры и др. [1, 7, 8]. Основные типы атомизаторов в АЭС представлены в табл. П1.3. [c.219]

Таблица 28ПП Пределы обнаружения элементов для метода атомно-флуоресцентной спектрометрии при распылении анализируемых растворов в источник ИСП и применении лазеров для возбуждения флуоресценции (мкг/л, За)

Источниками возбуждения служат интенсивные импульсные лампы с полым катодом (см. раздел 2.3) или лазеры. Спектр флуоресценции регистрируют с помощью простых светосильных спектрофотометров (см. также раздел 2.3). Отечественной промышленностью выпускается лабораторный флуориметр Квант , в основу работы которого заложен принцип фотомет-рирования — сравнения световых потоков двух каналов, содержащих кювету с исследуемым флуоресцирующим веществом в одном канале и рассеивающую свет пластинку в другом. Спектральный диапазон флуоресценции — 300—600 нм [1]. [c.248]

Чувствительным методом обнаружения и измерения концентрации атомов, радикалов и насыщенных молекул, получившим нриме-нение в последнее время, является метод резонансной флуоресценции. Особенно высокая чувствительность этого метода получается при применении лазеров в качестве источников возбуждения [175, 234]. [c.25]

Флуоресцентные измерения обладают рядом преимуществ в сравнении с абсорбционными. В частности, оптическое поглощение промежуточного продукта, содержащегося в низкой концентрации, вызывает незначительное изменение относительно большой интенсивности зондирующего пучка. Шум , получающийся вследствие случайных флуктуаций интенсивности света, а также из-за статистической природы пучка фотонов, ограничивает чувствительность, достижимую в абсорбционном эксперименте. В люминесцентном эксперименте, напротив, нет излучения кроме того, которое испускается возбужденными соединениями. Статистические ограничения продолжают лимитировать точность, с которой могут измеряться концентрации, но достижимая на практике предельная чувствительность люминесцентного эксперимента обычно значительно выше, чем абсорбционного. По этой причине люминесценция часто используется для изучения веществ, первоначально находящихся в основном состоянии, путем специального оптического возбуждения их в более высокое люминесцентное состояние. В отдельных случаях описанные ранее линейчатые газооазоядные. лям-пы могут использоваться для возбуждения резонансной флуоресценции атомов (например, Н, О, С1) и радикалов (например, ОН). Поскольку флуоресценция изотропна, ее можно регистрировать под углом к направлению возбуждающего пучка. С большим успехом в качестве источника возбуждения можно использовать перестраиваемые лазеры. Лазеры обеспечивают существенно большую гибкость эксперимента, чем газоразрядные лампы. В частности, с их помощью можно возбуждать значительно большее число разнообразных молекулярных частиц (например, ОН, КОз, СН3О, С2Н5О). Более высокая мощность возбуждающего излучения от лазеров обеспечивает высокую чувствительность. Индуцированная лазером флуоресценция (ИЛФ) стала наиболее ценной методикой изучения промежуточных продуктов реакций в газовой фазе. При этом по- [c.196]

В качестве источников возбуждения спектров применяют дугу постоянного и переменного тока, низковольтный, высоковольтный, конденсированный и высокочастотный искровые разряды [222]. Описан способ возбуждения спектров анализируемых образцов в сильнотоковом (—60 а) стабилизированном стенками импульсном дуговом разряде в атмосфере аргона [1075]. В этих условиях предел обнаружения хрома (4 ч- 10)-10" г. Стандартное отклонение 15%. Используют лазерные источники возбуждения спектров 1 183, 283, 1108, 1118]. Так, рубиновый лазер в комбинации с искровым источником возбуждения спектра применяют для определения следов Сг, Со, Ре, Мп, Мо, 8п и в гомогенных синтетических порошках фторида бария, окислов алюминия, иттербия и вольфрама [1118]. В последние годы стали применять плазматроны [543]. Пределы обнаружения хрома при разных способах возбуждения в пробе, смешанной с угольным порошком (1 1), равны (в %) [c.73]

Начцено, что используя гелий-неоновый лазер, можно наблюдать линию КР, смещенную всего на 2 см от длины волны источника возбуждения. Какова длина волны и частота соответствующего перехода в ИК-спеетре поглощения анализируемого вещества [c.361]

Приведем несколько примеров применения установки для люминесцентного анализа на базе спектрометра СДЛ-1 при исследовании продуктов слоншого состава методом квазилинейчатых спектров люминесценции. В качестве источников возбуждения использовались ртутная лампа ДРШ-500 и азотный импульсный лазер ЛГИ-21. [c.87]

В начале 60-х годов был создан лазер — источник когерентного стимулированного оптического излучения со следующими уникальными свойствами стимулированное излучение может быть получено на любой частоте в ИК, видимой и УФ областях спектра может быть высокомонохроматичным и иметь высокую временную когерентность и высокую интенсивность, вполне достаточную для насыщения поглощающего перехода, т. е. для возбуждения значительной части поглощающих атомов или молекул, может иметь длительность гораздо меньше времени жизни возбуждённых состояний атомов и молекул, а также имеет высокую пространственную когерентность, что позволяет коллимировать луч для облучения протяжённых объёмов вещества. [c.359]

Необходимая мощность накачки лазеров на органических люминофорах, позволяющая перейти порог генерации, достигается прпме-нениедг штенсивного излучения другого лазера или путем использования специальных импульсных ламп. Положение полосы поглощения раствора должно быть возможно ближе к частоте источника накачки. Известно применение в качестве источника возбуждения генерации органических веществ излучения самосжимающегося разряда (Пинч-ламиы) [7]. [c.258]

Источниками возбуждения могут быть свет (фотолюминесценция), химические реакции (хемилюминесценция), рентгеновские лучи (рентгенолюминесценция) и др. (табл, 1П.13). В экологической аналитической химии чаще всего используют анализ, основанный на фотолюминесценции исследуемого вещества или хемилюминесценции. В первом случае используют фотолюминесценцию, возбуждаемую УФ-излучением, источником которого служат ртутно-кварцевые или ксеноновые лампы и лазеры. Регистрируют люминесценцию фотоэлектрически (с помощью спектрофотометра — флуориметра). Качественный анализ (по спектру люминесценции) особенно часто используют для обнаружения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Количественный анализ основан на зависимости интенсивности люминесценции от количества лю-минесцирующего вещества (см. закон Бугера—Ламберта—Бера, раздел 3.1). [c.276]

Ясно, что при работе с микроколичествами лазер как источник возбуждения имеет преимущество, поскольку обеспечивает концентрацию большого потока возбуждающего света на очень малую площадь. Фотохимическое разложение, несомненно, создаст трудности, но при работе в твердой среде при низкой температуре они могут быть сведены к минимуму. При исследованиях несколько больших образцов лазер можно использовать для получения световых потоков, достаточно больших, чтобы даже в случае короткоживущих триплетов можно было наблюдать аннигиляционную замедленную флуоресценцию. Мощные лазеры позволяют возбуждать фосфоресценцию и замедленную флуоресценцию при триилет-синглетном поглощении (см., например, работы [439, 440]). Уже имеются лазеры, дающие излучение при нескольких длинах волн в ультрафиолетовой области, и быстрый прогресс в лазерной технологии позволяет рассчитывать на широкое использование их в качестве источников возбуждения во многих областях исследования и применения фотолюминесценции. [c.478]