Контур линии поглощения в атомизаторах

В разд. 3.2.9 обсуждалось улучшение отношения сигнал/шум при использовании лазерных пучков высокой интенсивности, позволяющих увеличить число фотонов для исследования нестационарных атомно-абсорбционных измерений. Если поперечное сечение атомизатора имеет ограниченную площадь, то плотность падающего излучения, или темп поступления фотонов на 1 см для длин волн в пределах контура линии поглощения может стать настолько высокой, что произойдет уменьшение коэффициента поглощения, а значит, и изменение наклона и формы градуировочного графика. Рассмотрим теперь более подробно влияние плотности падающего лазерного излучения на коэффициент поглощения. [c.161]

Схема лазерного спектрометра с резонансным детектором представлена на рис. 2. Изменение интенсивности флуоресценции полого катода в области выбранной линии поглощения анализируемого элемента зависит от концентрации его атомов в атомизаторе, помещенном внутрь резонатора лазера. Следовательно, разрешение линий поглощения определяется контуром узких спектральных линий в лампе с полым катодом, работающей в импульсном режиме (ток разряда 0,1—1,2 А). [c.17]

Суммарный доплеровский сдвиг, наблюдаемый и в контурах испускания, и в контурах поглощения линий, испускаемых импульсными лампами с полым катодом [23], может присутствовать в излучении импульсных атомизаторов. Доплеровский уширенный контур описывается функцией Гаусса, если атомы имеют максвелловское расиределение скоростей, как, например, в случае термодинамического равновесия. Функция Гаусса имеет вид [c.142]

Использование атомизаторов с омическим нагревом (угольные стержни, графитовые печи, вольфрамовые спирали и т. д.), работающих при атмосферном давлении при температурах, равных нли несколько более низких, чем температуры пламен, должно приводить к контурам поглощения линий, подобным контурам поглощения в пламенах. Изменения температуры в процессе атомизации образца вызывают (небольшие) временные изменения контуров. В атомизаторах малых размеров возможен перенос значительной доли исследуемых атомов в более холодные области. Гауссовские (доплеровские) участки контуров от каждой из областей с различными температурами объединяются, создавая контуры негауссовской формы. [c.148]

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы. Лазер в режиме модулированной добротности является эффективным атомизатором. При давлении окружающей атмосферы ниже 400 Па факел представляет собой пространственно однородное, лишь незначительно искаженное на краях, облако поглощаюгцих паров. Контур линии поглощения можно считать чисто доплеровским, так как ло-ренцовские уширение и сдвиг при пониженном давлении незначительны. Высокая температура поглощающих паров ведет к значительному увеличению монохроматичности излучения спектральной лампы. Таким образом, в лазерном факеле при пониженном давлении реализуются все условия атомно-абсорбционных измерений по методу Уолша. [c.73]

Другим примером применения контуров линий поглощения с высоким разрешением, где обычно встречается спектральное перекрывание, является изотопный анализ. Изотопный анализ методом атомно-абсорбционной спектроскопии возможен, когда изотопические сдвиги больше ширины лнний в нзмернтельной ячейке. Эти сдвиги должны быть больше, чем сверхтонкое ядер-ное спиновое расщепление, а контуры линий ноглошения различных изотопов не должны перекрываться и создавать один пик за счет столкновительного уширения. Для минимизации столкновительного уширения нужны атомизаторы, работающие при низком давлении тина разряда в полом катоде. [c.156]

Если нужно получить лазерный пучок с довольно высокой интенсивностью, то вместе с лазерным генератором можно установить лазерный усилитель. Однако в случае атомизатора с ограниченной площадью поперечного сечения имеется верхний предел, ограничивающий преимущества, которые можно получить путем увеличения ннтенснвностп. Если плотность падающего излучения (Bт/ м ) при длинах волн, лежащих в пределах контура линии поглощения в атомизаторе, слишком велика, то скорость переходов на возбужденный уровень, соответствующий линии поглощения, вызывает значительное уменьшение доли атомов на низшем уровне. Когда большая часть атомной населенности находится в возбужденном состоянии, говорят об условиях насыще- [c.160]

Влияние доплеровского уширения на контур линии поглощения можно минимизировать или в значительной степени устранить методом двух пучков, в котором первоначально возбуждаются только атомы, находящиеся в определенном подмножестве доплеровской скорости [17, 18, 59—61]. Этот метод, применявшийся для разрешения сверхтонких компонент атомных линий, в частности, полезен при улучшении разрешения по длине волны в атомизаторах низкого давления типа разряда в полом катоде, так как доплеровское уширение является основным источником уширения линии при низком давлении. В данном методе, иногда называемом спектроскопией насыщения , используется сильный монохроматический пучок для попеременного насыщения атомной населенности в конкретном подмножестве доплеровских скоростей. Для определения изменений коэффициента поглощения среды, вызванных сильным переменным пучком, измеряют поглощение в слабом монохроматическом зондирующем пучке. Конечно, амплитуда изменения коэффициента поглощения пропорциональна концентрации в оптически тонкой среде. Мы примем, что столкновения, вызывающие изменение скоростей возбужденных атомов, а значит, и их перескоки из одного подмножества доплеровских скоростей в другое отсутствуют. Такие столкновения, уширяющие наблюдаемый контур спектральной линии, будут рассмотрены иозже. [c.174]

Вагенаар, Новотный и де Галан [34] исследовали эти влияния, измерив контуры как простых, так и сложных линий в пламенах и лампах с полым катодом. Они установили, что кривизна графика, обусловленная самообращающнмися линиями полого катода, вызывает отклонения от прямолинейности градуировочного графика менее чем на 7% при спектральном поглощении, равном 1. Они также рассчитали, что бесконечно узкий линейчатый источник (узкополосный лазер) улучшит наклон градуировочного графика не менее чем на 20%. Наихудший случай реализуется в том случае, когда разряд с полым катодом используется и как источник, и как атомизатор, Тогда контуры линии испускания и поглощения доплеровски уширены с равными полуширинами. Расчеты показывают, что в случае бесконечно узкого источника линейчатого спектра начальный наклон градуировочного графика улучшился бы не менее чем на 30%. [c.155]

Узкополосный перестраиваемый лазер на красителях позволяет проводить прямое наблюдение контура поглощения. Имеются коммерческие лазеры с полной шириной полосы с дрожанием частоты менее 10МГц (3-10- нм, 10- см ), которая в 50—1000 раз уже ширины линии поглощеипя в пламенах (0,1—1 см -) нли даже в атомизаторах низкого давления типа ячейки с катодным распылением (0,05—0,2 см ). Следовательно, в любом атомизаторе можно проводить рутинные быстрые измерения контуров поглощения без внесения коррекции. [c.150]