Устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции Советский патент 1975 года по МПК G01N21/52 

Изобретение относится к измерительной технике. Оно может быть использовано для контроля качества материалов, используемых в оптических квантовых генераторах, а также нри научных и светотехнических измерениях.

Известно устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции рубина, содержащее источник света, фотометрическую сферу с входным и выходным отверстиями, совпадающими с оптической осью, рассеивающий экран и фотоприемпик.

В известном устройстве неудовлетворительная механическая прочность экрана, покрытого MgO, и непостоянство коэффициента диффузного отражения в области резонансного перехода не обеспечивают высокую точность и надежность измерений.

Цель изобретения - повыщение точности и надежности измерений и снижение трудоемкости измерений.

Цель достигается тем, что экран выполнен в виде оптико-механического узла, состоящего из оптически прозрачного рассеивателя света (в виде пластинки, поворотной призмы пли плосковогнутой линзы) и собственно экрана (алюминиевая пластинка, матированная или покрытая MgO или светотехнической эмалью), установленных на расстоянии /

() d, где d - диаметр экрана, превыщающий па 10-50% размер исследуемого образца в сечении, перпендикулярном оптической оси.

На фиг. 1 показана схема предложенного устройства, содержащего источник света 1, входное 2 и выходное 3 окна, фотометрическую сферу 4, внутри которой размещены образец 5 и оптико-механический узел 6, и фотонриемник 7.

На фиг. 2 схематически представлена конструкция оптико-механического узла, содержащего рассеиватель 8 и экран 9.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 коллимированный пучок монохроматического света нанравляется через отверстие 2 на исследуемый образец 5 (например, кристалл рубина). Пучок света,

отраженный от образца, попадает па поверхность фотометрической сферы 4, а пучок, прошедщий через образец, выходит через отверстие 3 и падает на фотонриемник 7. За образцом 5 расположен оптико-механический

узел 6, имеющий два фиксированных рабочих положения: вне пучка и в пучке прощедщего через образец света. Этот узел выполняет две функции: во-первых, он рассеивает прощедщий через образец свет на стенки сферы 4 и,

во-вторых, предотвращает непосредственную

засветку фотоприемника 7 прошедшим через образец светом и светом люминесценции.

Снятие характеристик осуществляется по следующей схеме: при выведенном из нучка оптико-механическом узле осуществляется сканирование по спектру вблизи частоты резонансного перехода и регистрируется спектр пропускания, из которого определяется величина сг„. При введении оптико-механического узла в пучок также производится сканирование в той же спектральной области, и из полученной спектрограммы определяется величина Ол- Величина квантового выхода определяется по формуле

« + (1-/) j(l-/-)iX

п()-- L (1-г)1-г(1-2:

. Ч--2)Х -)Ч)

Х((1-2)- + + (1

(1-)п

X

где 5л/5л - отнощение чувствительности фотоприемника к возбуждающему потоку и потоку люминесценции; г - коэффициент зеркального отражения образца в области резонансного перехода; р - эффективный коэффициент диффузного отражения оптико-механического узла.

Использование оптически прозрачного материала рассеивателя 8 в оптико-механическом узле позволяет избел ать потерь света на поглощение и достичь эффективного коэффициента диффузного отражения ,95, даже при уменьшении отражательной способности экрана 9 на 30%.

Предмет изобретения

1.Устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции, содержащее фотометрическую сферу с диаметрально противоположными входным и выходным отверстиями, совпадающими с оптической осью, и экран, установленный за исследуемым образцом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, экран выполнен в виде оптико-механического , состоящего из оптически прозрачного рассеивателя света и собственно экрана, установленных на расстоянии 1 () d, где d - диаметр экрана, превышающий на 10-50% наибольший габаритный размер образца в сечении, перпендикулярном оптической оси.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассеиватель выполнен, например, в виде прямоугольной кварцевой призмы со шлифованной передней по ходу пучка гранью.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес я тем, что экран выполнен в виде металлической пластинки с отражающим покрытием, имеющим коэффициент диффузного отражения не ниже 0,7.

шлифобаннаи поберхность

Отоажаюш,ее покрытие

д