Внутрирезонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски

 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения . Целью изобретения является повьипение чувствительности. Излучение от лазера I накачки с квяз1тепрерьшной генерацией направляется на активный элемент лазера на центрах окраски . В резонаторе лазера на центрах окраски установлена кювета 7 для ис- . следуемого вещества. повышения дпительностн импульса лазера на центрах окраски его активный элемент 5 установлен с возможностью врагцения вокруг оси, проходящей через его центр и перпендикулярной оптической оси лазера на центрах окраскиГ С активным элементом 5 связан датчик 9 углового положения, который дает сигнал запуска устройству 10 запуска лазера 1 накачки. Сигнал внутрирезонаторного поглощения анализируется спектральные прибором 8. Использование спектрометра позволит приблизить ся на порядок к теоретическому пределу внутрирезонаторной спектроскопии . I ил. г (Л С

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

COUHAЛИСТИЧЕСНИХ

КаЪБЛИН (191 1111

А1 (51) 5 -С 01 1 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АSTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.07.92.Бюл. М - 25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (2 1) 421 1574/25 (22) 19. 01. 87 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) M. М. Макогон и В. И. Сердюков (53) 535.853(088.8) (56) Врацкий В, А. и др. Получение г квазинепрерывной генерации на Р и

Р центрах окраски в NaF и использоЭ ванне ее для внутрирезонаторной спектроскопии. — Квантовая электроника, I9S5, т. 12, Р 5, с. 1089-1091.

Качанов В. П. и др. Использование лазера на Р : 1.1Р центрах окраски во внутриреэонаторной лазерной спектроскопии, Opt. Acta, 1985, т. 32, В 9/10, с. 1273-1280. (54) ВНУТРИРЕЗОНАТОРНЬЙ ЛАЗЕРН11Й

СПЕКТРОМЕТР НА ЦЕН РАК ОКРАСКИ (57) Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения.

На чертеже схематично изображен внутриреэонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски.

Спектрометр содержит лазер 1 накачки, фокусирующую линз у 2, э ерка" ла 3, 4 резонатора, вращающийся активньй элемечт 5 на центрах окраски, дисперсионный элемент 6, кюветы 7 для исследуемого вещества, спектральповыпение чувс твительности. Излучение от лазера I накачки с кваэинепрерывиой генерацией направляется на активный элемент лазера на центрах окраски. В резонаторе лазера на центрах окраски установлена кювета 7 для исследуемого вещества. Для повышения длительности импульса лазера на центрах окраски его активный элемент 5 установлен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через его центр и перпендикулярной оптической оси лазера на центрах окраски. С активным элементом 5 связан датчик 9 углового положения, который дает сигнал эапуска устройству 10 запуска лазера 1 накачки. Сигнал внутрирезонаторного поглощения анализируется спектральньн прибором 8. Использование спектрометра позволит приблизить С ся на порядок к теоретическому пределу внутриреэонаторной спектроскопии. I ил. ный прибор 8, датчик 9 углового полокения, устройство 10 запуска лазера накачки.

Спектрометр работает следующим образом. Перед каналом измерений кювета 7 заполняется исследуемой средой, производится заряд накопительных конденсаторов импульсного лазера 1 накачки и приводится во вращение активный элемент 5. Затем включается устройство 10 запуска лаэера, которое запускает лазер 1 при определенном

3 1505137 положении элемента 5, определяемом с помощью датчика 9. Лазер 1 генерирует кваэинепрерывное импульсное излучение в резонаторе лазера нв центрах окраски, развивается также квазинепрерывная импульсная генерация, спектр которой регистрируется прибором 8. В процессе генерации лазера 1 активный элемент 5 поворачивается, в результате чего точка попадания иэлученйя лазера 1 на поверхность элемента 5, смещается, что предохраняет его от разрушения под действием длительного импульса накачки. В про- f5 цессе генерации лазера на центрах окраски активный элемент 5 заменяет длину его резонатора и длины всех

"параэитных" резонаторов дающих нерегулярную селекцию спектра генерации 20 этого лазера. В результате этого частота случайных провалов в спектре генерации, обусловленных "паразитными" резонаторами, изменяется, и происходит их замытие, что обеспечивает более гладкий спектр излучения лазера на центрах окраски и, тем самым более высокую чувствительность всего спектрометра. Поперечное смещение луча накачки во время генерации по торцу активного элемента снижает плотность энергии излучения накачки, что позволяет увеличить его длитель" ность (и тем самым длительность генерации лазера на центрах окраски) без 35 разрушения активного элемента последнего.

Для получения столь хе выЧокой чувствительности методом, используемым в прототипе, необходима защита . 40 торцов активного элемента и регулярная их переполировка, а также тщательное исключение каких-либо рассеивающих объектов на рабочих поверхностях элементов резонатора; полное обеспы- 45 ливание, обработка поверхностей по высшему классу оптической чистоты, 1 заполнение кюветы только неадсорбируемыми веществами высокой чистоты и т.д, Чрезвычайно высокие требования к чистоте спектрометра до настоящего времени не удалось никому обеспечить, поэтому чувствительность реальных систем составляет 10 см при теоретическом пределе 10 к- 10 см . Использование спектрометра позволит приблизиться на порядок к теоретическому пределу.

Формула изобретения.

Внутрирезонаторный лазерный спектрометр на центрах окраски, содержащий оптически связанные импульсный лазер накачки с кваэинепрерывной генерацией, лазер на центрах окраски с полуконфокальным дисперсиониьм резонатором и размещенными в нем активным элементом и кюветой для исследу емого вещества, спектральный прибор и устройство запуска импульсного лазера накачки, соединенное с импульсным лазером накачки, причем угол между оптической осью импульсного лазера накачки и оптической осью резонатора лазера на центрах окраски не превышает 3-5, о т л и ч а ю щ и Яс я тем, что, с целью повышения чувствительности, активный элемент лазера на центрах окраски установлен с воэможностью вращения вокруг оси, проходящей через центр активного элемента и перпендикулярной оптической оси лазера на центрах окраски, спектрометр дополнительно содержит датчик углового положения активного элемента лазера на центрах окраски, кинематически связанный с активным элементом лазера на центрах окраски, устройство запуска импульсного лазера накачки снабжено управляющим входом, соединенным с датчиком углового положения активного элемента лазера на центрах окраски.

1505!37

Составитель С. Иванов

Редактор Н. Коляда Техред M.поданы Корректор . Палий

Заказ 2818/ДСП Тиран Подписное

ВЙЯЩИ Государственного конитета по изооретенинм и отхрмтинн при ГКНТ CCCP ,- 113035, Носква, N-35, Раувскан наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгород, ул. Гагарина, "l4f