Способ определения неодима в гранате Советский патент 1991 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к способам контроля свойств лазерных материалов.

Цель изобретения - повышение точности определения локальной концентрации неодима на поверхности лазерного кристалла.

Способ основан на устойчивой связи меяоду изменением люминесцентных характеристик в спектральных областях 390-630 нм и 860-1500 нм и содержанием неодима в кристаллических матрицах при возбуждении в полосу f-d- переходов неодима. Указанная связь может быть объяснена наличием кросс- релаксационных процессов, приводящих к перераспределению заселенностей излучательных уровней мультиплетов (группы линий в области 390- 630 нм) и 4F 3/2 (область 860- 1500 нм) при возбуждении в области 210-240 нм.

Определение концентрации неодима по величине отношения интенсивнос- тей указанных спектральных компонент для исследуемого кристалла, нормированной на величину аналогичного отношения для нормировочного кристалла, позволяет исключить нестабильность спектральных характеристик устройств, применяемых для разделения и регистрации спектральных ком- понент люминесценции.

Пример 1. Возбуждают люминесценцию кристалла иттрий-алюминиевого граната, активированного неодимом излучением в области 210-240 нм в локальной области поверхности кристалла. Одновременно или последовательно измеряют интегральную интенсивность люминесценции неодима в диапазонах 390-630 нм и 860-1500 нм. Определяют отношение указанных интенсивоэ

00

ОЭ

1

Јъ

нойтей люминесценции. По калибровочной кривой, полученной в идентичных условиях измерения для образцов с известной концентрацией неодима, опре- деляют локальную концентрацию неодима.

Пример 2. В идентичных условиях выполняют операции по примеру 1 для исследуемого и нормировочного кристалла, а затем нормируют отношение указанных интенсивностей люминесценции для исследуемого кристалла на величину отношения соответствующих интенсивностей люминесценции для нор- мировочного кристалла, и определяют локальную концентрацию неодима по фор- муле (A-l), где С - концентрация неодима в исследуемом кристалле; К - экспериментально определяемый ко- эффициент, величина которого зависит от размерности концентрации и типа кристаллической матрицы: А Очи/ /1Ји)/(11ц /1гн) отношение интенсивностей люминесценции с F 3/2 - уров ня Очц) и с 2F уровня Оад) для исследуемого кристалла, нормированное на величину отношения интенсивностей люминесценции с соответствующих уровней OJ(H, щ) для нормировоч ного кристалла. Полученная зависимость в диапазоне концентраций (0,3- 1,7 ат.%) выражена формулой Сатв/ - 0,14±0,06)(А-1).°

Дополнительные измерения показали, что указанная зависимость сохраняется для ортоалюмината иттрия.

Таким образом, способ позволяете помощью простых средств достичь высокой точности определения локальной | концентрации неодима на поверхности лазерных кристаллов.

Формула изобретения

1.Способ определения неодима в гранате, включающий облучение исследуемого объекта- и регистрацию двух сигналов люминесценции, по величине отношения которых с учетом градуировоч- ной зависимости проводится определение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения локальной концентрации неодима на поверхности лазерного кристалла, i облучение ведут оптическим излучением с длиной волны 210240 нм и регистрируют интегральные значения сигналов люминесценции -в пределах спектральных диапазонов 390-630 нм и 860-1500 нм, соответствующих переходам с двух энергетических уровней неодима.

2.Способ поп.1, о тли ч а ющ и и с я тем, что регистрируют сигналы люминесценции нормировочного кристалла с концентрацией неодима ат% и определяет искомую концентрацию в исследуемом кристалле по величине отношения сигналов люминесценции исследуемого кристалла, нормированной на величину аналогичного отношения для нормировочного кристалла.

Изобретение относится к оптическим способам контроля свойств лазерных материалов. Цель изобретения - повышение точности определения локальной концентрации неодима на поверхности лазерного кристалла.Кристалл облучают оптическим излучением и регистрируют интегральные сигналы люминесценции в двух спектральных диапазонах. 1 з.п.ф-лы. (Л