Внутрирезонаторный лазерный спектрометр Советский патент 1993 года по МПК G01J3/12 

15

25

Ияобрятемне относится к оптичес спрктря.пьиому приОоростроеийю может быть использовано при исслеовании слабопоглоо ающих веществ и ччрлботке систем газоаналиэа.

Цель изобретения - повышение чув- ствительности. .

На чертеже показана схема внутри- езопаторного лазерного спектрометра

Спектрометр содержит спектральный рибор 1, зеркало 2 резонатора, ак- тигз№)й модулятор 3 добротности, ак элемент 4 лазера, кювету 5, зеркало 6 резонатора, фотоприемник 7, усилитель 8, фop шpoвaтaль 9 им- пульса, перестраиваемая линия за- ержки 10, источник питания II, ирукиций положение рабочей точки моулятора ..

Спектрометр работает следующим об- азом.

Начальная рабочая точка модулятора 3 установлена так, что между ин- тенсивностью излучения лазера и доб отностыо резонатора по цепи фото- . приемник 7 - усилитель 8 - модулятор 3 осуществляется отрицательная o6pat ная связь, После включения лазера в toмeнт возникновения генерации форми- 30 роратель импульсй 9 вырабатывает импульс , поступающий в линию задержки iO, В пропессе генерации на частотах, соответствующих частотам поглощения исследуемого веЕ1ества возникают про-, валы в спектре излучения лазера, которые углубляются в соответствии: с экспоненциалыым законом Бугера. Мойр ность излучения лазер а на этом этапе вследствие отрицательной обратной . Q связи незг зчительна, и спектральный прибор I не регистрирует спектр излучения лазера. Работа лазера в этом режиме .г1жается до-тех пор, пока на выходе линим задержки 10 не поя-- вится импульс. 3TDt сигнал попадает в источник питаШ1Я 1, вызывает изменения положения рабочей точки мо- дулятора и перевод обратной связи из отрицательной в положительную. В ре- зульгате лазер генерирует гигантский имттульс. Спектр импульса совпадает с мгновенным спектром излучения лазера в момент переключения связи. Энергия его такова, что регистрируется спект

10

50

20

.J

13839792

ральным прибором 1. Таким образом осуществляется регистрация мгновенного спектра излучения лазера в момент времени, определяемый лиштсй задержки 10. Изменением времени прохождения сигнала в линии задержки 10 регу лируется чувствительность спектрометра от минимальной, задаваемой време-

10 ием развития гигантского импульса ( 10 с), до максимальной, определяемой длительностью, генерации без смены мод (до 10 с).

5

5

30 Q

0

Получение, высокой чувствительное- / ти традиционным для в гутрирезонатор- ной спектрометрии методом / временных разверток спектра сложно и требует аппаратуры для высокоскоро.стной кино- 0 съемки (камера типа СФР, ЖЛВ и аналогичные). Анализ литературных дан- ных .свидетельствует о том, что он н силу указанных причин не нашел иирсг кого применения. В то же время известно, что для решения многих научных и прикладных задач (исследова ние высоковозбужденных состояний мй лекул, газоанализа и др,) требуются спектрометры повышенной чувствитель- ности, которая реализуется в предлагаемом устройстве. ..

Формула изобретения

Внутрирезонаторный лазерный спект - рометр, содержащий оптически Hbie лазер, снабженный кюветой для исследуемого вещества и модулятором добротности, и спектральный прибор, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, спектрометр дополнительно содержит. фотоприемник, усилитель, формирова- тёль импульса, линию задержки и ис .J точник питания, снабженный управляю щим входом,, причем модулятор доброт ности выполнен активным, при этом фо топриекник огИ ически сопряжен с лазером и соединен с усилителем и формирователем импульса, который соеди- нен с линией задержки, выходы усилителя и источника питания соединены с модулятором добротности, выход линии задержки соединен с уйра вляюиим вхо дом источника питания.

#

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является повышение чувствительности. В резонаторе лазера установлена кювета для исследуемого вещества и модулятор добротности, соединенньгй с источником питания регу1шруииплм положение рабочей точки модулятора. Для регулировки положения рабочей точки модулятора служит цепь, состоящая из фотоприемника, оптически .сопряженного с лазером, формирователя импульса и линии задержки. пульс с линии задержки воздействует на управляющий вход источника питания модулятора. Этот импульс приводит к- возникновению положительной обратной связи и генерации гигантского импульса. Отрицательная обратная - связь идет через фотоприемкик и у си- литель. Спектральный прибор, регистрирующий излучение лазера записывает спектр тйлько во время действия.гигантского импульса, т.е. действия положительной обратной связи. В спек трометре для получения высокой чувствительности не требуется применения сложной аппаратуры для скоростной киносъемки. Чувствительность : спектрометра можно регулировать от минимальной, задаваемой временем раз вития гигантского импульса (10 с), до максимальной, определяемой длительностью генерации без смешл мод (до ). 1 ил. л оэ сх со со со

If

Ю