Внутрирезонаторный лазерный спектрометр

 

-Изобретение относится к оптическому спектральному приборострое- . нию. Целью изобретения является повышение спектрального разрешения при сохранении чувствительности. При определенном угловом положении пластин 10, 15, установленных с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оптической оси резонаторов лазеров 1, 2, по сигналу от датчика 2 углового положения пластин осуществляется запуск лазеров 1 , 2. В резонаторе лазера 1 установлена кювета 8 для исследуемого вещества. Лазер 2 выполнен кольцевым, причем его возвратным зеркалом является лазер 1 С кюветой 8о Лачер 2 через светоделитель 17 оптически сопряжен с анализирующим спектральным прибором 4, на выходе которого установлен фотоприемник 5„ Управление поджигом лазеров 1 , 2 осуществляется от устройства 3 синхронизации момента запуска. Прозрачные плоскопараллельные пластины 10, 15 имеют оси вращения,жестко связанные между собой, а толщины пластин пропорциональны длинам резонаторов лазеров, в которых они установлены . Спектрометр используется для исследования близкорасположенных или перекрывающихся линий поглощения , а также в устройствах высокочувствительной газоаналитической аппаратуры , 1 ил D S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 J 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ !ОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП1РЫТИЯМ

ПРИ ПМНТ СССР

1 (46) 07, 10,92, Бюп. h 37 . (21) 4312023/25 (22) 30 ° 09. 87 (71) Институт оптики атмосферы СО

AII СССР (7?) A.M.Ñoëoäoí (53) 535.853(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 537538, кл. G 01 Л 3/42, 1975.

Лукьяненко .С.Ф. и др, Внутрирезанаторная лазерная спектроскопия. Основы метода и применение. Новосибирск. Наука, 1985, с.72-73. (54) ВНУТРИРЕЗОНАТОРНЬЙ ЛАЗЕРНЬ!1!

СПЕKTPOMETP (57) .Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению, Целью изобретения является повышение спектрального разрешения при сохранении чувствительности. При определенном угловом положении пластин 10, 15, установленных с возмож- ностью вращения вокруг оси, перпейдикулярной оптической оси резонаторов лазеров 1, 2, по сигналу от датI

„„SU„„ 1>gg А1 чика 21 углового положения пластин осуществляется запуск лазеров I, 2.

В резонаторе лазера 1 установлена кювета 8 для исследуемого вещества °

Лазер 2 выполнен кольцевым, причем его возвратным зеркалом является лазер 1 с кюветой 8. Лазер 2 через светоделитель 17 оптически сопряжен с анализирующим спектральным прибором

4, на выходе которого установлен фотоприемник 5. Управление поджигом лазеров 1, 2 осуществляется от устройства 3 синхронизации момента запуска.

Проэрачнь.е плоскопараллельные пластины 1О, 15 имеют оси вращения, жестко связанные между собой, а толщины пластин пропорциональны длинам резонаторов лазеров, B которых они установлены. Спектрометр используется для исследования близкорасположенных или перекрывающихся линий поглощения, а также в устройствах высоко- чувствительной гаэоаналитической аппаратуры. 1 ил.! 1480520 2

Изобретепие относится и оптическому спектральному приборостроению, Целью изобретения является повышение спектрального разрешения нри сохранении чувствительности.

На чертеже показана схема вйутрирезонаторного лазерного спектрометра

{ВРЛС).

Спектрометр содержит лазер 1 с 1О линейным резонатором, кольцевой лазер 2, устройство 3 синхронизации момента запуска, .анализирующий спектральный прибор А и фотоприемцик 5.

Лазер 1 образован зеркалами б, 7.

Внутри резонатора лазера 1 расположены кювета 8 для исследуемого вещества, активный элемент 9 и прозрачная

) плоскопараллельпая пластина 10. Зеркала I l 12 и дифракционйая призма

13 образуют резонатор кольцевого лазера 2, внутри которого расположены активный элемент 14 и прозрачная плоскопараллельная пластина 15. -Между лазерами 1, 2 установлены:регулируемый ослабитель 16 и светоделитель

17, Устройство 3 синхронизации момента запуска включает двухканальный генератор 18 импульсов с регулируемой временной задержкой между импульсами и блоки 19, 20 поджига. С пластиной

10 связан датчик 21 углового положения.

Спектрометр работает следующим образом.

Пластины 10, 15 приводятся во вращение и при определенном их угловом положении от датчика 21 поступает сигнал на запуск генератора 18 и далее — на блоки 19, 20 поджига, от которых происходит запуск лазеров

1, ° 2. При многократном проходе излучения через кювету 8 для исследуемого вещества в спектре излучения ла- Д зера 1 образуются провалы,центры которых совпада|от с центрами линий поглощения . Через время, равное 0,5 мс от блока 20 поджига запускается кольцевой. лазер 2 и с этого момента

50 оба лазера генерйруют вместе, Кольцевой лазер 2 с возвратным зеркалом, в качестве которого н данном случае используется в целом широ.кополосный ВРЛС, генерирует,в Режиме непрерывной перестройки частоты одной продольной моды с мгновенной шириной спектра, раансй "- 2 Ирц, При ннжекции пз: учения лазера в реэонатор кольцевого лазера 2 н его временной развертке интенсивности излучения с помощью фотоприемника 5 регистрируютсл провалы, обусловленные поглощением спектральными линиями.

Вместе с линиями поглощения регистрируется модовая структура реэо— натора лазера 1, которая ухудшает спектральное разрешение. Для исключения этого нежелательного явления пластина 10 приводится в синхронное вращение с пластиной 15. Так как угловые положения пластин 10 15 относительно оптической оси одинаковы,, а пх толщины пропорциональны длинам резонаторов лазеров 1, 2, то при синхронном вращении пластин 10, 15 оптические длины резонаторов иэменя3 ются со строго одинаковой скоростью.

В этом случае модовая струк тура лазера 1 не наблюдается и регистрируются только линии поглощения с разрешением, определяемым шириной спектра генерации кольцевого лазера 2, равной

2 МГц.

ВРЛС можно использовать для исследования слабых спектров высоковозбужденных состояний, характеризу>ощихся близкорасположенными и перекрывающимися линиями поглощения, а также для разработки высокочувствительной газо аналитической аппаратуры.

Формула .изобретения

Внутрирез о на торный ла э ерный спектрометр, содержащий оптически связанные лазер, в резонаторе которого размещены кювета для исследуемого вещества и первая прозрачная плоскопараллельная пластина, снабженная датчиком углового положения и установленная с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оптической оси резонатора и проходящей через ее центр параллельно граням, анализирующий спЕктральный прибор и фотоприемное устройство, а также ycòройство синхронизации момента запуска, снабженное входом, соединенным с датчиком углового полОжения первой прозрачной плоскопараллельной пластины, и выходом, соединенным с лазером, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, ч го, с целью повышения спектральногстел . и колки»: .: .

1480520

Составитель С.Иванов

Редактор Н.Корченко Техред 1.Дидьпс Корректор Э.Лончакова

Заказ,4566 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-пздатепь KHH комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лазер, в резонаторе которого размещена вторая прозрачная плоскопараллельная пластина, установленная с воэможность1о вращения вокруг оси,пер- 5 пендикулярной оптической оси резонатора кольцевого лазера и проходящей через ее центр параллельно граням, . устройство синхронизации момента запуска содержит дополнительный выход, 1р кольцевой лазер оптически сопряжен с лазером и анализирующим спектральным прибором через с встоделнтель, при этом оси вращения первой и второй прозрачных плоскопараллельных пластин жестко связаны между собой, толщины прозрачных плоскопараллепьных пластин пропорциональнь1 длинам резонаторов лазеров, в которых они установлены, дополнительный выход устройства синхронизации момента запуска соединен с кольцевым лазером, 4