Внутрирезонаторный лазерный спектрометр

 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является повышение чувствительности. В резонаторе лазера установлена кювета для исследуемого вещества и модулятор добротности , соединенньгй с источником питания регу1шруииплм положение рабочей точки модулятора. Для регулировки положения рабочей точки модулятора служит цепь, состоящая из фотоприемника, оптически .сопряженного с лазером, формирователя импульса и линии задержки. пульс с линии задержки воздействует на управляющий вход источника питания модулятора. Этот импульс приводит квозникновению положительной обратной связи и генерации гигантского импульса. Отрицательная обратная - связь идет через фотоприемкик и у силитель. Спектральный прибор, регистрирующий излучение лазера записывает спектр тйлько во время действия.гигантского импульса, т.е. действия положительной обратной связи. В спек трометре для получения высокой чувствительности не требуется применения сложной аппаратуры для скоростной киносъемки. Чувствительность : спектрометра можно регулировать от минимальной, задаваемой временем раз вития гигантского импульса (10 с), до максимальной, определяемой длительностью генерации без смешл мод (до ). 1 ил. л оэ сх со со со

4 щф (""1 фФ 4 .-.=), ф; ., СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU, 1383979

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"ч .й

Ы -, I\

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ВО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H Д В ГОРСКОМ Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07,03,93, Бюл. М 9 (21) 4005892/25 (22) 07.01.8á (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) М.М.Иакогон и В.И.Сердюков .

1 (%) Лукьйнейко С.Ф. и др. Внутриреэонаторная лазерная спектроскопия,.

Новосибирск, Наука, t 985, с, 10-15.

Годлевский А,-II. и др. Высокочувствительный лазерный спектрометр высокого разрешения на основе метода. Ф г селективных потерь. Квантовая электроника, 1975, 2, В 4; с. 701-710. (54) ВНУТРИРЕЗОНАТОРНЫИ ЛАЗЕРНЫЙ

СПЕКТРОИЕТР (57) Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является повышение чувствительности. В резонаторе лазера установлена кювета для исследуемого вещества н модулятор добротности, соединенный с источником питания, регулирующим положение рабочей точки модулятора. Для регулировки положения рабочей точки модулятора служит цепь, состоящая иэ фотоприемника, оптически .сопряженного с лазером, формирователя -импульса и.линии задержки. Импульс с линии задержки воздействует на управляющий вход источника питания модулятора. Этот импульс приводит к возникновению положительной об ратной связи и генерации гигантского импульса. Отрицательная обратная связь идет через фотоприемник и уси литель. Спектральный прибор, регисчрирующий излучение лазера записывает спектр только во время действия.гигантского импульса, т.е. действия положительной обратной связи. В спектрометре для получения высокой чувствительности не требуется применения сложной аппаратуры для скоростной киносъемки. Чувствительность; спектрометра можно регулировать от минимальной, задаваемой временем раз вития гигантского импульса (IO с), до максимальной, определяемой длительностью генерации без смены мод (до 10 с). 1 нл.

1 1383979 2

Изобретение относится к оптичес,;о«ту спектрятт«>то«ту приборостроению и «тоже быть ит польэонано при исследовании слабопоглощяющих веществ и разработке систем гяэоанялиэа.

Пель изобретения — повышение чувс тни тел ь но сти °

Пя чертеже показана схема внутриреэоняторного лазерного спектрометра. 10

Сиектрометр содержит спектральный прибор 1, зеркало 2 резо«татара, актттв«ттт«1 модулятор 3 добротности, акттттттть1тт злеметтт 4 лазера, кювету 5, зеркало 6 резонатора, фотоприемник

7, усилитель 8, формирователь 9 импульса, перестраинаемяя линия задержки 10, источник питания 11, регу" лттрутхтттттт положение рабочей точки модулятора. 20

Спектрометр работает следующим об- разом.

11ячальная рабочая точка модулятоpR 3 установлена так, что между ин тексивностью иэлучеттия лазера и доб- 25 ротностью резонатора по цепи фотоприемник 7 - усилитель 8 - модулятор

3 осуществляется отрицательная обрат кяя связь. После включения лазера в момент возникновения генерации форми- 3(1 рователь импульса 9 вырабатынает имIIyJI«с„постуттяютц«ттт н линию задержки

l0. В процессе генерации иа частотах, cooтветствуюптих частотам IIoглощения исследуемого вещества, возникают про- валы н спектре излучения лазера, которые углубляются в соответствии с зкспоненциальттым эакоттом Бугера. Мощностт излучения лазера на этом этапе вследствие otpHBà åJ«üíoé обратной ..вязи Heэ . ячительна, и спектральный прибор 1 не регистрирует спектр излучения лазера. Работа лазера н этом режиме продолжаетсл до тех пор, пока на выходе линии задержки 10 тте поя" вится импульс. Этат сигнал попадает в источник питания 11, вызывает изменения положения рабочей точки мо . дулятора и перевод обратной связи из отри«тяте««« «той B IIoJIoKHTeJIb«I s В ре» зульгате лазер генерирует гигантский имкулт с. Сттектр импульса совпадает с мгновенным спектром излучения лазера в момент переключения связи. Энергия его такова, что регистрируется спект" ральным прибором 1. Таким образом осуществляется регистрация мгновенно" го спектра излучения ляэеря в момент времени, определяемьтйт ли«т«те«т задержки 10. Изме«тек«тем времени прохождения сигнала н линии задержки 10 регулируется чувствительность спектрометра от минимальной, задаваемой временем развития гигантского импульса (- l0 с), до максимальной, определяемой длтттельностью. генерации без смены мод (до 10 с). и

Получение высокой чунствительнос т ти трациционным для внутрирезонаторной спектрометрии методом ".нременных разнерток спектра" сттожно и требует аппаратуры для высокоскоростной киносъемки (камера типа СФР, 6ЛВ и аналогич«тьте). Анализ литературных данных .свидетельствует о том, что он в силу указанных причин не нашел широ кого применения. Ь то же время иэнестно, что для решения многих научных и прикладных задач (исследова ние высоковоэбужденных состояний мб лекул, газоаналиэа и др.) требуются спектрометры повышенной чувствительности, которая реализуется в предлагаемом устройстве.

Формула изобретения

Внутрирезонаторный лазерный спекч» . рометр, содержащий оптически связан

«ые лазер, снабженный кюветой для исследуемого вещества и модулятором добротности, и спектральный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, сцектролтетр дополнительно содержит. фотоприемник, усилитель, формирователь импульса, линию задержки и источник питания, снабженный управляю щим входом, причем модулятор доброт кости ныполнен активным, при этом фотоприегтник от«тически сопряжен с лазером и соединен с усилителем и фор» мирователем импульса, который соединен с линией задержки, выходы усилителя и источника питания соединены с модулятором добротности, выход линии задержки соединен с уттранляющим вхо" дом источника литания.

1383979

Составитель С.Иванов

Техред И.Попович

Корректор М. Пожо Редактор Т.Шагова

Заказ 1955 : Тиралс Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий.

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект»-.