Спектрофлуориметр Советский патент 1988 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к спектральному приборостроению и может быть использовано в приборах для люминесцентного (флуоресцентного) спектрального анализа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей спектрофлуориметра за счет расширения рабочего спектрального диапазона.

На фиг. 1 представлена принципиальная оптическая схема спектрофлуо- риметра; на фиг. 2 - характеристики двух типов спектроделительных покрытий, которые могут наноситься на наружную поверхность камерно-коллима- торного объектива.

Спектрофлуориметр содержит оптически связанные источник 1.тракта возбуждения, фокусирующую систему 2 тракта возбуждения, входную щель 3, коллиматорный объектив 4 тракта возбуждения, дифракционную решетку 5 тракта возбуждения, поворотное зеркало 6 тракта возбуждения, камерно-кол- 25 вал длин волн излучения возбуждения лиматорный объектив 7, который для на люминесцирующую поверхность нетракта возбуждения является камерным, прбзрачного объекта, укрепленного в а для тракта флуоресценции - колли1Б буждающего излучения через фокусиру ющую систему 2, входную щель 3 и ко лиматорньй объектив 4 направляется на дифракционную решетку 5 под опре деленным углом падения, где дифраги

20 руется. Дифрагированное излучение поворотным зеркалом 6 направляется в линзовый объектив7 и фокусируетс в виде спектра. Выходная щель 8 вьщ ляет определенный спектральньй интер

держателе 9. Облучаемьш участок этой поверхности излучает флуоресценцию

маторным, спектральную щель 8, которая для тракта возбуждения является выходной, а для тракта флуоресценции - входной, держатель 9 непрозрачного объекта с люминесцирующей поверх ностью (показан вариант расположения объекта в непосредственной близости от спектральной щели 8),отражательный элемент 10 трак-га флуоресценции, дифракционную решетку 11 тракта флуоресценции, камерньш объектив 12 тракта флуоресценции, выходную щель 13 тракта флуоресценции и детектор 14 тракта флуоресценции.

На фиг. 2 показана зависимость коэффициента отражения от длины волны для двух типов покрытий: покрытие С15-29И-24И, пятнадцатикратное, получаемое испарением в вакууме сернистог цинка и фтористого магния- покрытие С23-57ИЭ-41ИЭ, двадцатичетьфехслой- .ное, получаемое испарением в вакууме двуокиси циркония и двуокиси кремния

г

Использование конкретного типа покрытия зависит от задачи, решаемой с помощью прибора. Введенный в опти- ческий тракт выделения длины волны, излучения флуоресценции отражательный элемент выполнен в виде сферического вогнутого зеркала, центрированного по отношению к объективу 7. Радиус

вал длин волн излучения возбуждения на люминесцирующую поверхность непрбзрачного объекта, укрепленного в

.кривизны отражательного элемента 10 так согласован с радиусом кривизны .наружной поверхности объектива 7 и с его фокусным расстоянием, что образуется центрированная оптическая система, состоящая из двух зеркал, аналогичная для тракта флуоресценции объективу типа Кассегрена. В фокусе этой системы расположена щель 8.

Спектрофлуориметр работает следующим образом.

Излучение от источника 1 в оптическом тракте селекции частоты возбуждающего излучения через фокусирующую систему 2, входную щель 3 и кол- лиматорньй объектив 4 направляется на дифракционную решетку 5 под определенным углом падения, где дифрагируется. Дифрагированное излучение поворотным зеркалом 6 направляется в линзовый объектив7 и фокусируется в виде спектра. Выходная щель 8 вьще- ляет определенный спектральньй интервал длин волн излучения возбуждения на люминесцирующую поверхность непрбзрачного объекта, укрепленного в

держателе 9. Облучаемьш участок этой поверхности излучает флуоресценцию

на щель 8, которая для оптического тракта вьщеления длин волн флуоресценции является входной. Излучение флуоресценции отражающей наружной поверхностью линзового объектива 7

и отражательным элементом - сферическим вогнутым зеркалом 10 - направляется в виде параллельного луча на дифракционную решетку 11. Дифрагированное излучение фокусируется камер:ным объективом 12 в виде спектра, -а выходная щель 13 вьщеляет узкий спектральньй интервал рлин волн излучения флуоресценции на приемную площадку детектора 14.

Сканирование спектра по длинам волн как излучения возбуждения, так и излучения флуоресценции осуществляется поворотом дифракционных решеток 5 и 11 при помощи шаговых двигателей (не показаны).

Изобретение позволяет осуществлять сканирование спектра по длинам волн независимо в каждом оптическом тракте, что обеспечивает использование

спектрофлуориметра для анализа широкой номенклатуры материалов, для которых требуемые длины волн излучения возбуждения необходимо- выбрать из широкого спектрального диапазона

Кроме того, изобретение позволяет осуществлять синхронное сканирование по длинам волн в обоих трактах, которое дает возможность проводить анализ сложных многокомпонентных веществ.

Формула изобретения Спектрофлуориметр, содержащий оптически связанные оптический тракт селекции частоты возбуждающего излучения и оптический тракт селекции частоты излучения флуоресценции, включающие в себя общие для двух трактов

камерно-коллиматорньй объектив и спект ральную щель, отличающийся тем, что, с целью расширения круга анализируемых объектов за счет расширения рабочего спектрального диапазона, в оптический тракт селекции частоты излучения флуоресценции введен отражательный элемент, оптически сопряженный со спектральной щелью через наружную поверхность камерно-колли- маторного объектива, выполненную с возможностью селективного спектрального отражения излучения флуоресценции.

Изобретение относится к области спектрального приборостроения и может быть использовано в приборах для люминесцентного (флуоресцентного) спектрального анализа. Целью является расширение круга анализируемых объектов за счет расширения рабочего спектрального диапазона спектрофлуо- риметра путем совмещения и последующего разделения оптических трактов . выделения длин волн излучения возбух - дения и флуоресценции на общем для двух трактов камерно-коллиматорном объективе. Это позволяет применять спектрофлуориметр для оценки качества разных, волокнистых материалов. 2 ил.

te/

%

%

.Н

S

Ш

«N §1

§