я спектрів комбінаційного розсіяння виникли деякі проблеми, які обговорюються в даному розділі.
перше, той факт, що лазер імпульсний, а не безперервний, відразу позбавив нас можливості використовувати метод рахунку фотонів. Дійсно, за лазерним імпульсом, який триває протягом 20 нс, слід перерву, яка триває протягом 100000 нс. Виходить, що 99,98% часу випромінювання взагалі відсутня. Для вирішення цієї проблеми може послужити швидкий аналого-цифровий перетворювач (АЦП), який буде включатися тільки на час імпульсу. Однак, такі АЦП, як правило, мають надмірно високу вартість. У нашій установці використаний метод інтегрування фотоструму, при якому випромінювання за весь час експозиції усереднюється. На жаль, при цьому інтегрується і весь темнової фотострум, що знижує і чутливість, і динамічний діапазон спектрометра.
друге, в спектрі випромінювання мідного лазера присутні розрядні лінії. Їх добре видно на малюнку 1, який був знятий в відсутність кювети з рідиною. Ці лінії, при використанні лазера в інших цілях (наприклад, в медицині), не створюють перешкод в роботі внаслідок своєї відносно малої інтенсивності. При спостереженні ж спектрів комбінаційного розсіяння інтенсивність цих ліній виявляється більше інтенсивності сигналу КР. Так само вони закривають собою значну частину спектральної картини і, зокрема, місця можливого виявлення ліній КР.
третє, лазер генерує випромінювання на двох довжинах хвиль. Це призводить до появи двох наборів ліній КР. Крім необгрунтованого ускладнення спектру це може призвести до накладенню ліній з різних наборів і неможливості визначення інтенсивності цих ліній.
Таким чином, безпосереднє використання даного лазера вельми утруднено: необхідна розробка якоїсь оптичної системи для виділення єдиної лінії випромінювання, що неминуче пов'язано з додатковими втратами потужності випромінювання.
В В
Рисунок 1 . Спектр випромінювання лазера на парах міді в спектральному інтервалі, цікавому для вивчення КР.
1.2 Блок - схема спектрометра.
Для автоматизації ВРХ - спектрометра розроблений інтерфейс пристрою сполучення експериментальної установки з ЕОМ, схема якого показана на малюнку 1. Особливість даної установки є наявність керуючого мікроконтролера, який грає роль посередника між ЕОМ і об'єктами управління. Детальніше ця роль буде описана в розділі В«концепція дворівневого управлінняВ».
В якості джерела випромінювання використовується імпульсний лазер на парах міді, що генерує випромінювання на двох довжинах хвиль (нм і нм). Лазер розташований на досить великому відстані від спектрометра, під прямим кутом до нормалі падіння випромінювання на діафрагму. Таким чином, практично виключається поява в спектрі паразитних розрядних ліній, що значно ускладнюють роботу, а так само з'являється можливість використання в якості монохроматора лазерного випромінювання послідовності призми і діафрагми. Призма розкладає жовту і зелену лінії генерації, а також численні розрядні лінії в спектр, а діафрагма пропускає лише збуджували випромінювання з довжиною хвилі нм. Збирає лінза 1 фокусує це випромінювання в кюветі з досліджуваної рідиною. Лінза 2 фокусує зображення утворилася перетяжки на вхід монохроматора МДР-23. Важливо зауважити, що зображення перетяжки розглядається під прямим кутом до падаючого на зразок випромінюванню, оскільки в цьому напрямку релеевское розсіяння має найменшу величину і дозволяє спостерігати лінії КР. p> Монохроматор МДР-23 забезпечений чотирьохфазним кроковим двигуном, який забезпечує установку довжини хвилі в площині вихідний щілини шляхом повороту дифракційної решітки. Дифракційна решітка проектує зображення спектра на вхід фотоелектронного помножувача (ФЕУ), живлення якого забезпечується високовольтним (-2000В) стабілізованою блоком живлення. Анодний струм ФЕП надходить на підсилювач постійного струму (ППС), який виконує функцію перетворення струм-напруга. Крутизна перетворення - 6 В/мкА. Величина напруги на виході УПТ пропорційна інтенсивності вимірюваного світлового сигналу з високою лінійністю.
Для оцифровки отриманого таким способом напруги використовується інтегруючий перетворювач напруга - частота (ПНЧ), спеціалізована мікросхема AD652 фірми Analog Devices. Поєднання УПТ + ПНЧ дозволяє вимірювати як постійні, так і мінливі в часу сигнали, і навіть імпульсні. Отриманий частотний потік надходить на лічильник мікроконтролера. Кількість імпульсів, накопичене за певний фіксований інтервал часу, і утворює відлік вимірюваного сигналу, який через стандартний COM-порт передається в ЕОМ.
Для управління кроковим двигуном використаний штатний заводський блок управління крокової двигуна (БУШД). Однак, логіка управління двигуном в БУШД нами відключена, і він використовується тільки як джерело живлення обмоток двигуна. Логіка управління двигуном реалізована в мікроконтролері.
Таким чином, спектрометр являє собою автоматизовану ек...
