Способ калибровки неселективного приемника света

 

Изобретение повьппает точность измерений за счет калибровки неселективного приемника света по эталонному приемнику в вакуумной ультрафиолетовой области спектра при облучении неселективного приемника света излучением не менее чем на трех длинах волн в спектральной области 190-110 нм и при одной и той же апертуре светового пучка. Пучки пропускают через одинаковые оптические материалы одинаковой толщины, затем изменяют отношение интенсивностей световых пучков, падающих на приемники, в диапазоне 1-100 и измеряют величину фототока неселективного Приемника света. 1 ил. j ю ю Од со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 60?9 A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3808455/24-25 (22) 05. 11.84 (46) 23.04.86. Бюл. Ф 15 (7 1) ЛГУ им. А.А.Жданова (72) А.А.Загрубский, А.М.Правилов, И.И.Сидоров и Л.Г.Смирнова (53) 535.24(088.8) (56) Зайдель А. Н., Шрейдер Е.Я. Вакуумная спектроскопия и ее применение. — М.: Наука, 1976, с. 265.

Corriqan S.J.Â. А von EnqeI—

Proc. Roy, Soc., 1958, v. 245, р.335. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ НЕСЕЛЕКТИВНОГО

> ПРИЕМНИКА СВЕТА и) 4 G 01 J Э/42, G 01 N 21/62 (57) Изобретение повышает точностЬ измерений за счет калибровки неселективного приемника света по эталонному приемнику в вакуумной ультрафиолетовой области спектра при облучении неселективного приемника света излучениемне менее чем на трех длинах волн в спектральной области 190-110 нм и при одной и той же апертуре светового пучка. Пучки пропускают через одинаковые оптические материалы одинаковой толщины, затем изменяют отношение интенсивностей световых пучков, падающих на приемники, в диапазоне

1-100 и измеряют величину фототока

И неселективного приемника света. 1 ил. Q

26079 3

1 12

Изобретение относится к химической, молекулярной физике и оптике, а более конкретно к способам измерений спектрального распределения интенсивности излучения источников света в вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) области спектра.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство состоит из источника 1 света (лампы и монохроматор), сменных резонансных источников 2 на Hq света (h=184,9 нм), Хе (Л =147 нм) и

Kr (A=123,6 нм), размещаемых в откачанной шлюзовой камере 3, внутрь которой при необходимости может быть напущен воздух или другой газовый фильтр, оптические оси которых перпендикулярны оптической оси источника 1, люминофора 4 (салицилат натрия) помещенного на подложке на пересечении оптических осей источников 1 и 2 света так, что, перпендикуляр к плоскости подложки лежит в плоскости. on тических осей источников 1 и 2 под углом 45 к каждой из них. Перед люминофором размещена маска 5, коллимирующая световой пучок, падающий на люминафор от источника 1 света, а также световой пучок от резонансных ламп, падающий на люминофор и эталонный приемник 6, представляющий собой фотохимическую кювету для проведения актинометрии с системой регистрации выхода продуктов фотолиза актинометра, размещенный за люминофором перпендикулярно оптической оси резонансных ламп. Между резонансными лампами и маской размещены кассета с сетчатыми сменными фильтрами 7 с пропускани— ем 1 — 1007 и кассета с окном 8, идентичным входному окну фотохимической кюветы, размещаемая перед люминофором или убираемая. В пространстве между оптическими осями источников

1 и 2 света расположено зеркало 9, отражающее излучение люминофора на

ФЭУ 10.

Измерение спектрального распределения интенсивности излучения на выходе монохроматора проводят следующим образом.

I. Образуют излучением резонансного источника 2 в течение определенного отрезка времени Фотохимическую кювету 6, в которую напущен актинометр (например, О,, МОСХ, N О) при

S0

S$ давлении, обеспечивающем полное поглощение излучения. Зная абсолютный квантовый выход < „ () образования конечного продукта фотолиза актинометра (О,, NO N соответственно), по его концентрации определяют .Количество фотонов I„ (A), фотон/с, прошедших через входное окно фотохимической кюветы.

II,Ïîìåùàþò перед фотохимической кюветой. окно 8 той же толщины и из того .же оптического материала, что и входное окно кюветы и люминофор. Измеряют величину фототока ФЭУ I (Л), вызванного люминесценцией люминофора.

Окна перед люминофором и фотохимической кюветой идентичны, поскольку изготовлены из одного монокристалла и имеют одинаковую толщину (спектраль- . ные зависимости коэффициентов их пропускания проверяют в спектральном эксперименте) следовательно, влияние при калибровке пропускания окна фотохимической кюветы исключается.

Входное окно фотохимической кюветы приклеивают к сплаву 47НХР с помощью термостойкой пасты, кювета изготовлена цельносварной. Это позволяет обеспечить постоянство и одинаковость коэффициентов пропускания окон перед люминофором и перед актинометром в течение длительного времени.B случае необходимости кювету и окно можно легко заменить.

III.ÄonoëíèòåëüHo помещают перед люминофором сетки 7 с калиброванной прозрачностью и убеждаются в линейной зависимости фототока ФЭУ 10 от интенсивности падающего на люминофор излучения (условие соблюдается при изменении отношения интенсивностей световых пучков, падающих на приемники в диапазоне 1-100).

IV. Операции I u II повторяют с другими резонансными лампами, измеряя

1, (h) и I (Л). Поскольку в ВУФ облас= ти спектра квантовый выход люминесценции салицилата натрия не должен зависеть от энергии фотона, должно выполняться равенство I (h) 3; ()

=сопзг..

Облучают люминофор излучением монохроматора источника 1 и измеряют величину фототока ФЭУ i(P), расчитывают интенсивность излучения по фор.Т () фотон

I, (P )

VI. При необходимости вводят в шлюзовую камеру 3 газовый фильтр

1226079

Э (кислород, воздух, N2 О, N0CI), имею.щий границу прозрачности такую же, как актинометр, и убеждаются в отсутствии излучения, не детектируемого люминофором. В противном случае вводится поправка aI (A), которая не должна превышать несколько процентов от 1; (h).

Пример. Элементы устройства для измерения 1() размещены в конст- 1п рукции, вакуумно-плотно присоединенной к блоку выходной щели вакуумного монохроматора источника 1 и отдельной от шлюзовой камеры 3 окном из MqF2 .

Люминофор наносят из спиртового раствора салицилата натрия на кварцевую подложку, однозначно размещенную под углом 45 к осям световых пучков или убираемую. Непосредственно перед люминофором жестко под углом 45 к осям световых пучков закреплена маска 5 с почерненными краями. Линейные размеры прямоугольного отверстия в маске не превышают в плоскости маски линейные размеры любого из световых пучков. 25

Между маской и резонанснойлампой с по— мощью вилсоновского уплотнения могут поочередно размещаться калиброванные сетки 7 с прозрачностью в диапазоне, например, 1-30 . Часть светового потока люминесценции люминофора с помощью зеркала 9 попадает на ФЭУ 10, например ФЭУ-71, работающий в режиме постоянного тока.

Расположение фотохимической кюветы, маски, люминофора и ФЭУ гарантирует

35 . одинаковую геометрию световых пучков, достигающих поверхностей люминофора и кюветы при облучении их резонансной лампой а также поверхности люминофор

40 ра и входного окна ФЭУ при облучении люминофора излучением монохроматора или резонансной лампы, поскольку световые пучки от источников 1 и 2 света попадают под одинаковым углом на

45 поверхность люминофора, а угловые распределения интенсивности излучения люминофора подчиняются косинусному закону.

Рабочий диапазон токов ФЭУ-71, в котором имеет место линейная зависимость фототока ФЭУ от интенсивности

-6 -4 падающего на него излучения 10 — 10 А что при реальном выходе люминесценции салицилата натрия порядка 10 и сборе на фотокатод ФЭУ порядка 10 55 излучаемого люминофором света соответствует световому потоку падающему на люминофор 10 -10 фотон/с (приняты: коэффициент усиления ФЭУ 10, квантовый выход фотоэмиссии фотокатода 10 )

Наиболее удобный для использования в данном устройстве — актинометр

О, .Квантовый выход образования озо на при фотолизе О, в спектральной области 193-102,7 при достаточно больших (>100 торр) его давлениях при циркуляциях О, равен 2,00 с точностью не ниже 1%. Выход озона измеряется по поглощению им излучения ртутной резонансной лампы =254 нм в спектрометрической кювете с =30 см (/=130 см " амт ). При объеме фотохимической кюветы с циркуляционной системой порядка 100 см, использовании двухлучевой схемы для измерения концентрации 0,(эксперимент показал, I что поглощение †=10 при этом измеI ряется с точностью не ниже З ) и облучении О в течение 100 с можно из2

1Ъ мерить величину I;(h)--10 фотон/с (с точностью не ниже 4 ) .

Коэффициент поглощения О, при А =

=254 нм, как показали эксперименты, известен с точностью не ниже 2%.

Динамические диапазоны эталонного и неселективного приемников обеспечивают линейную зависимость сигнала

ФЭУ от интенсивности световых потоков, возможность эталонирования неселективного приемника и изменения 1(4) на выходе монохроматора с 7(h) >10 фотон/с. Точность определения () зависит от точности, с которой известен Ф„ (h) ((1X), определяется законами физико-химических процессов, протекающих при фотолизе 02 / (h) з ((2 ), точностью измерения коэффициентов пропускания окон из MqF2 ((1 ), точностью измерения поглощения излучения h=254 нмозоном (63%) и точностью измерения I(h) ((1%), объема (<1%) и времени фотолиза (<1%) . Таким образом, реальная точность ..змерения l (h) не превышает 5 .. Затраты времени на абсолютную калибровку неселективного приемника не превышают 1 ч, так что ее можно проводить ежедневно.Поскольку калибровка люминофора проводится на трех длинах волн (по краям и в центре диапазона h =190-110 нм), влияние возможного изменения величины

e „(h) на точность калибровки снижается. Размеры входного окна эталонного рриемника могут быть сделаны достаточно большими (вплоть до 0=25 мм), 5 1226079 что также повышает точность калиб- це ровки.

Фо рм ул а и зо бр ет ен ия

Составитель В. Дорофеев

Редактор О. Юрковецкая Техред В.Кадар Корректор М. Максимишинец

2112/30 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.,д. 4/5

Заказ.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ калибровки неселективного приемника света по эталонному неселективному приемнику света, чуствительного в вакуумной ультрафиолетовой области спектра при облучении его излучением длиной волны )110 нм и фиксированной энергии фотонов, отличающийся тем, что, с

6 лью повышения точности измерений, облучение неселективного приемника осуществляют не менее чем на трех длинах волн в спектральной области

190 — 110 нм при одной и той же апертуре светового пучка, падающего на приемники света через одинаковые оптические материалы одинаковой толщины, изменяют отношение интенсивностей световых пучков, падающих на приемники, в диапазоне 1-100 и после этого измеряют величину фототока неселективного приемника света.