Эталон для люминесцентных измерений Советский патент 1983 года по МПК G01N21/64 

СП С

Изобретение относится к технике измерений, а точнее к методам измерений спектроскопических характеристик электромагнитного излучения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазона,

Известны вещества, применяе.1ые в качестве эталонов интенсивности оптического излучения люминесцирующйх объектов, или эталонов для определения выхода флюоресценции, или эталонов для оценки чувствительности люминесцентных приборов, В качестве эталона используют стандартный раствор бисульфата хинина в 0,1 н. серной кислоте,

Известен таклсе раствор, спектр возбуждения которого целиком лежит в области ближнего ультрафиолета (главные максимумы при 250 и 350 нм), а спектр излучения состоит из одной широкой линии с максимумом вблизи 450 .

Недостатками известного эталона йв ляются отсутствие линий излучения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, невозможность его использования для проверки величины спектрального разрешения и градуировки шкалы длин волн прибора-фяюориметра, нестабильность во времени и в полях интенсивного оптического или ионизирующего излучения, чувствшгельность к составу атмосферы, а также трудности получения достаточно чистого раствора бисульфата хинина низкой концентрации, необходимого для оценки параметров измерительного прибора. Для градуировки шкалы длин волн и проверки величины спектрального разрешения флюориметров обычно используют специальные, например ртутные лампы.

Цель изобретения - создание универсального эталона, обеспечивающего одновременную калибровку люминесцентных приборов по спектральной чувствительности, разрешений) и длине волн в широком диапазоне - от ближнего ультрафиолета до инфракрасной области включительно.

Поставленная цель достигается применением монокристалла иттрий-алнминиевого граната, активированного неодимом НИЛГ), в качестве эталона люминесцентных измерений.

Применение известного кристалла НИАГ в качестве эталона дЛя спектролюминесцейтных измерений стало возможным благодаря исследованиям его фото-, катодо- и рентгенолюминесцентных свойств в ультрафиолетовой/ видимой и инфракрасной областях спектра. Установлены новые люминес Гентные свойства НИАГ. При возбуждении известного кристалла светом ульт рафиолетового или видимого диапазона, а также при воздействии на него

потока электронов, рентгеновских или более жестких фотонов возникает характеристическое излучения, состоящее из большого числа узких линий различной интенсивности, лежа-

щих в интервале 260-1100 нМ. Многие из линий имеют ширину менее 1 нм и могут быть использованы для гр дуировки спектральной шкалы прибора. Во всех частях указанного йнтер0 вала некоторые линии образуют груп. пы с интервалами между отдельными линиями менее 1 нм, которые можно использовать для определения спект- . рального разрешения прибора-измери5 теля люминесценции. Измерение

интенсивности линий в разных частях рассматриваемого спектрального интервала позволяет определить чувствительность прибора в соответствующих точках спектра или провести калибровку интенсивности излучения исследуемых объектов в тех же спектральных точках.

В таблице приведены характеристики для линий люминесценции НИАГ

при возбуждении в полосу 224 нм излучением ксеноновой лампы, (такой же спектр люминесценции возникает при рентгеновском, гамма- или электронном возбуждении;.

0 Описываемый эталон сочетает в себе свойства нескольких эталонов: он пригоден для определения спектральной чувствительности, спектрального разрешения и градуировки прибора по

5 длинам волн. Кроме того, он имеет высокую стабильность спектральных характеристик во времени, нечувствительность параметров спектра излучения к температуре, атмосфере, радиационным воздействиям и т.д.

Использование НИАГ в качестве эталона градуировки спектрофлюориметров по длинам волн основано на наличиии большого числа линий в широком спектральном диапазоне. Примене-, ние НИАГ как эталона спектральной чувствительности обусловлено неизменностью амплитуд спектральных линий. Пригодность НИАГ как эталона спектрального разрешения определяется узостью многих спектральных, линий, постоянством их ширины, а также наличием групп близко расположенных линий1 например дублетов 3959 и 3967 А, 4351

и 4356 А, 4559и45б5 А, 4б14и6318 А,,

,4871 и 4875А) .

Преимущества кристалла НИАГ как спектролюминесцентного эталона по сравнению с другими твердотельными

матрицами заключаются в том, что НИАГ имеет самые узкие линий люминесценции из всех кристаллов, а тем более стекол. Кристаллы НИАГ не подвержены радиационной деградации,

JTO делает их пригодными также для

рентгене- и

катодолюминесцентных измерений.

Предлагаемый эталон универсален, сравнительно, прост в изготовлении (в качестве исходного материала могут быть использованы отходы промышленного производства активных элементов оптических квантовых генераторов и может применяться как во всех научных и производственных измерениях

спектролюминёсцентных параметров различных веществ, так и для калибровки соответствующих измерительных приборов .

Использование кристалла НИАГ в качестве универсального эталона для спектролюминёсцентных измерений позволяет устранить расходы на разработку :частных эталонов, что дает экономию в народном хозяйстве.

15 22 18

10

11

7

12 7

20

15

10

8

5

3946

110 3959 410

175

400

1000

4109

13 18 4141

30

75

220

33

45 55 40 67 77

4iПереходы с уров)hн 2,

Г1

5/7

г

П}2

Щг

F5f-i

1 1 2

9К

lг

1 1

F

Ч/2.

2

1

н«а

1 1 1 1

Продолжение таблицы