Внутрирезонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски Советский патент 1992 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения.

На чертеже схематично изображен внутрирезонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски.

Спектрометр содержит лазер 1 на- каЧкн, фокусирующую линзу 2, зеркала 3, 4 резонатора, вращающийся активный элемечт 5 на центрах окраски, дисперсионный элемент 6, кюветы 7 для исследуемого ветег.тва, спектральный прибор 8, датчик 9 углового положения, устройство 10 запуска лазера накачкн.

Спектрометр работает следующим образом. Перед каналом измерений кювета 7 заполняется исследуемой средой, производится заряд накопительных конденсаторов нмпульсного лазера 1 накачки и приводится во вращение актнв- ный элемент 3. Затем включается устройство 10 запуска лазера, которое запускает лазер 1 при определенном

:л :л

9 31505

положении элемента 5, определяемом с помощью датчика 9. Лазер 1 генерирует кваэннепрерьгоное импульсное излучение в резонаторе лазера на центрах окраски, развивается taKme квазинепрерывная импульсная генерация, спектр которой регистрируется прибором 8. В процессе генерации лазера I активньй элемент 5 поворачивается, в результате чего точка попадания излучения лазера 1 на поверхность элемента 5, смещается, что предохраняет его от разрушения под действием длительного импульса накачки, В про- цессе генерации лазера на центрах окраски активный элемент 5 заменяет длину его резонатора и длины всех паразитных резонаторов дающих не- регулярнум селекцию спектра генераци зтого лазера. В результате этого частота случайных провалов в спектре генерации, обусловленных паразитными резонаторами, изменяется, и про

исходит их замытие, что обеспечивает более гладкий спектр излучения лазера на центрах окраски и, тем самым более высокую чувствительность всего спектрометра. Поперечное смещение луча накачки во время генерации по торцу активного злемента снижает плотность энергии излучения накачки, что позволяет увеличить его длительность (и тем самым длительность генерации лазера на центрах окраски) без разрупения активного элемента последнего.

Для получения столь же высокой чувствительности методом, используемым и прототипе, необходима защита торцов активного злемента и регулярная их переполировка, а также тщательное исключение каких-либо рассеивающих объектов на рабочих поверхностях элементов резонатора; полное обеспы- ливание, обработка поверхностей по высшему классу опти 1еской чистоты.

5 0

5

0

5

40 45

заполнение кюветы только неадсорбнру- емыми веществами высокой чистоты и т.д. Чрезвычайно высокие требования к чистоте спектрометра до настоящего времени не удалось никому обеспечить, поэтому чувствительность реальных систем составляет теоретическом пределе . Использование спектрометра позволит приблизиться на порядок к теоретическому пределу. Формула изобретения

Внутрирезонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски, содержащий оптически связанные нмпульсный -г лазер накачки с квазинепрерывной генерацией, лазер на центрах окраски с полуконфокальным дисперсионным резонатором и размещенньми в нем активным элементом и кюветой для исследуемого вещества, спектральный прибор и устройство запуска импульсного лазера накачки, соединенное с импульсным лазером накачки, лричем угол между оптической осью импульсного лазера накачки и оптической осью резонатора лазера на центрах окраски не превышает 3-5°, отличающий- с я тем, что, с целью повыпения чувствительности, активный элемент лазера на центрах окраски установлен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через центр активного элемента и перпендикулярной оптической оси лазера на центрах окраски, спектрометр дополнительно содержит датчик углового положения активного элемента лазера на центрах окраски, кинематически связанный с активным элементом лазера на центрах окраски, устройство запуска импульсного лазера накачки снабжено управляющим входом, соединенньи с датчиком углового положения активного элемента лазера на центрах окраски.

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повьипение чувствительности. Излучение от лазера I накачки с квяз1тепрерьш- ной генерацией направляется на активный элемент лазера на центрах окраски. В резонаторе лазера на центрах окраски установлена кювета 7 для ис- . следуемого вещества. повышения дпительностн импульса лазера на центрах окраски его активный элемент 5 установлен с возможностью врагцения вокруг оси, проходящей через его центр и перпендикулярной оптической оси лазера на центрах окраскиГ С активным элементом 5 связан датчик 9 углового положения, который дает сигнал запуска устройству 10 запуска лазера 1 накачки. Сигнал внутрирезона- торного поглощения анализируется спектральные прибором 8. Использование спектрометра позволит приблизить ся на порядок к теоретическому пределу внутрирезонаторной спектроскопии. I ил. г (Л С