Импульсный лазерный флоуресцентный спектрометр

 

Изобретение относится к спектральному приборостроению. Цель изобретения заключается в повышении достоверности измерений аналитических параметров быстропротекающих процессов. Лазерный флуоресцентный спектрометр, содержащий лазер на красителях, дополняется устройством сравнения интенсивности флуоресценции на выбранной длине волны с опорным напряжением. Рассогласование формирует сигнал в блоке синхронизации на повторный импульс лазерного излучения. Устройство стробирования запирающего напряжения на фотокатоде телевизионной трубки обеспечивает отсутствие темновых, токов трубки в интервале между импульсами генерации лазера. Устройство управления напряжения на модуляторе телевизионной трубки обеспечивает выбор световой характеристики в соответствии с интенсивностью падающего излучения. Интегратором проводится суммирование сигнала с трубки при считывании интенсивности каждой спектральной компоненты зарегистрированного спектра. 1 ил. сл N5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

14 А1 (19) (11) (51) 4 С 01 J 3 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3944469/22-25 (22) 20.08.85 (46) 23.12.86. Бюл. 9 47 (71) Институт аналитического приборостроения научно-технического объединения АН СССР (72) М.Л. Александров, А.Л, Мельцин и Л.В. Новиков (53) 543.42.062(088.8) (56) Белянин В.Б., Вихкельсоо В.Т., Саары П.M. Опыт разработки лазерного комплекса-спектрометра в AH ЭССР.

Вестник АН СССР, 1984, Р 4, с. 67-72.

Мельцин А.Л., Лисицын И.В. и др.

Лазерный импульсный флуоресцентный спектрометр для анализа молекулярных структур. Люминесцентный анализ в медицине и биологии и его аппаратурное обеспечение. — Тезисы докладов. г. Рига, РМИ, 1985, с. 208-209. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к спектральному приборостроению. Цель изобретения заключается в повыщении достоверности измерений аналитических параметров быстропротекающих процессов.

Лазерный флуоресцентный спектрометр, содержащий лазер на красителях, дополняется устройством сравнения интенсивности флуоресценции на выбранной длине волны с опорным напряжением.

Рассогласование формирует сигнал в блоке синхронизации на повторный импульс лазерного излучения. Устройство стробирования запирающего напряжения на фотокатоде телевизионной трубки обеспечивает отсутствие темновых. токов трубки в интервале между импульсами генерации лазера. Устройство управления напряжения на модуляторе телевизионной трубки обеспечивает выбор световой характеристики в соответствии с интенсивностью падающего излучения. Интегратором проводится суммирование сигнала с трубки при считывании интенсивности каждой спектральной компоненты зарегистрированного спектра. 1 ил.

12/86

Изобретение относится к спектральному приборостроению.

Цель изобретения — повышение достоверности измерения аналитических параметров быстропротекающих про- 5 цессов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства., Устройство содержит лазер 1 накачки, лазер 2 на красителях с перестра- 1О иваемой частотой излучения, кюветный блок 3, канал измерения спектра флуоресценции, содержащий спектрограф передающую телевизионную трубку 5, телевизионный регистратор 6, поляриметрический канал, содержащий монохроматор 7, поляризатор 8, фотоприемники 9 и 10, измерители падающего и прошедшего через кюветный блок излучения: светоделитель 11, фотоприемники 12 и 13, многоканальный фотометр 14; блоки синхронизации 15 и управления 16, магистраль ЭВМ 17.

Устройства 6, 14, 15 и 16 связаны с магистралью ЭВМ. 1<анал измерения 25 спектра флуоресценции дополнительно содержит устройство 18 сравнения, устройство 19 стробирования фотокатода, устройство 20 управления напряжением модулятора трубки и интегратор ?1 строки.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

В режиме начальной установки в перестраиваемом лазере 2 и монохрома- З5 торе 7 через блок управления устанавливаются требуемые длины волн,энергия генерации лазера 2. В режиме измерений по сигналу блока 15 синхронизации лазер 1 накачки генерирует импульс, накачивающий лазер 2 на красителях, Излучение лазера на красителях на выбранной длине волны возбуждает в кюветном блоке 3 флуоресценцию исследуемой среды. При этом фотоприемники 12 и 13, регистрируя интенсивность падающего и прошедшего среду лазерного излучения соответственно, обеспечивают с помощью фотометра 14 вычисления коэффициента поглощения. Одновременно импульс флуоресценции пропускается через спектрометрический и поляриметрический каналы. В спектрометрическом канале

I излучение флуоресценции разлагается в спектрографе 4 в пространственный спектр, который проецируется в фокальной плоскости на фотокатод пере14 2 дающей телевизионной трубки 5. Импульсом лазера 2 в устройстве 19 стробирования формируется строб, который отпирает фотокатод и переносит изображение спектра флуоресценции на потенциальный рельеф мишени телевизионной трубки 5. Спектр считывается электроннь м лучом трубки вдоль спектральных линий и по каждой строке суммируется в интеграторе 21 строки,запоминается в телевизионном регистраторе 6. В результате в последнем образуется массив данных, определяемый числом строк развертки, отражающий спектр флуоресценции исследуемого вещества.

Интенсивность флуоресценции в полосе пропускания монохроматора 7 определяется суммой токов с фотоприемников 9 и 10. Величина этого сигнала через устройство 20 управления напряжением на модуляторе трубки определяет уровень напряжения на модуляторе, обес.печивая регистрацию спектра флуоресценции данной интенсивности на линейном участке световой характеристики телевизионной трубки.

Поляриметрический канал обеспечивает измерение степени поляризации флуоресценции в полосе пропускания монохроматара 7 путем регистрации интенсивностей cBpтовых потоков Р и

S компонент поляризации, выделяемых поляризатором 8 и фиксируемых фотоприемниками 9 и 10 соответственно.Степень поляризации определяется в фотометре 14, как (Т вЂ” Т, )/(Т, + I, ), где I и Т,о — интенсивности световых потоков, зарегистрированных фотоприемниками 9 и 10. Одновременная регистрация энергии падающего и прошедmего кюветный блок световых потоков фотоприемниками 12 и 13 и энергии флуоресценции на выбранной длине волны фотоприемниками 9 и 10 с последующей обработкой этих сигналов в многоканальном фотометре 14 обеспечивает измерения энергетического и квантового выходов флуоресценции. С выходов телевизионного регистратора и многоканального фотометра 14 информация поступает через магистраль 17 в ЭВМ для последующей обработки.

Для регистрации флуоресцентных характеристик сред, обладающих низким квантовым выходом флуоресценции,предусмотрен режим многократного повторения зондирующих лазерных импульсов.

3 12786

При этом в устройстве 18 сравнения происходит накопление сигналов с (I„ + I,>) (i число импульсов флуо— ресценции) с фотоприемников 9 и l0 до уровня, соответствующего необходимому 5 отношению сигнал — шум на потенциальном рельефе мишени телевизионной тр б— ки 5. После достижения необходимого уровня накопления сигнала устройство

18 сравнения выдает сигнал в блок син40 хронизации на прекращение генерации и считывание электронным пучком с мишени трубки накопленного суммарного спектра флуоресценции.

Изобретение позволяет повысить достоверность результатов измерений благодаря более интенсивному, чем в известном устройстве, подавлению шума с учетом данных, поступающих по всем каналам измерения, а также расширить область применения спектрометрических приборов на анализ веществ с низким квантовым выходом и малым временем жизни флуореценции за счет системы многократного повторения зондирования с накоплением. формула и з обретения

Импульсный лазерный флуоресцентный спектрометр, содержащий источник излучения, состоящий из лазера на красителях с лазером накачки и блоками синхронизации и управления, IIpH этом 35 выходы блока синхронизации соединены с лазером накачки и устройством управления, а выход которого соединен с лазером на красителях, светоделитель,кювету и опорный фотоприемник, подклю- 40 ченный к первому входу многоканального фотометра, спектрометрический канал включающий спектрограф,направ14 4 ленный на кювету, и соединенный с телевизионной передающей трубкой, выход которой соединен с телевизионным регистратором, поляриметрический канал, включающий монохроматор, направленный на кювету, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, поляризатор и два фотоприемника регистрации P u S компонент поляризации флуоресценции,расположенных на выходе поляризованных компо-нент излучения, выходы которых соединены с вторым z» третьим входами многоканального фотометра, канал измерения-.поглощения, включающий фотоприемник, соединенный с четвертым входом многоканального фотометра, причем блоки синхронизации и управления,телевизионный регистратор и многоканальный фотометр соединены с магистралью

3ВМ, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения аналитических параметров быстропротекающих процессов, он снабжен интегратором, вход которого соединен с выходом телевизионной трубки, а выход — с входом телевизионного регистратора, дополнительным устройством стробирования напряжения на фотокатоде, вход которого соединен с выходом опорного фотоприемника, а выход — с первым входом телевизионной трубки, устройством управления напряжения модулятора, выход которого соединен с вторым. входом телевизионной трубки, а два управляющие входа — с выходами фотоприемников поляриметрического канала, устройством сравнения, входы которого соединены с выходами фотоприемников поляриметрического канала, а выходы — с блоком синхронизации и третьим входом телевизионной трубки.

1278614

Составитель Б. Широков

Техред Л.Олейник Корректор А. Ильин

Редактор Е. Папп

Заказ 6822/36 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

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