Спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5114 С 01 3 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ая- ре- лас 54)(57) С ически св ЕКТРОМЕТР, содержащий опзанные источник излучения исследуемого ее устройство тем, что, с ствительностикювету дл егистрирующ ю щ и й споляризаторвещества иотличцелью повьппи точностичения выполго кольцевтивную сре ения его измерений где Н - напряженность ля; я - эффективный мн перехода рв - магнето допплеровская ширина к поглощения анализируем агни ного поь Ланде д 1 точник изл ожител н Бора онтура ого эл линимента ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(1) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН БССР (72) А.П.Войтович, А,Я,Смирнов, Ю.С.Нагулин и В.С.Калинов (53) 535,853(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР й 734511, кл. С 01 Л 3/42, 1976,Кодгпшд Н., НсЬЖо К. "Агош 1 с АЬ- зогрйоп Апа 1 уздз Гог Мегсцгу Нзпя гЬе 2 еешап ЕНесг" НхгасЬ 1 Нуогоп, 1974, 56, й 11, р. 1037-1042. нен в виде перестраиваемого лазера, включающего аку, поляризатор, фазовую,ЯО 1210547 йластинку, поглощающую ячейку для анализируемого элемента и трехплечий кольцевой зеркальный резонатор, причем в резонаторе два зеркала непрозрачны, а одно - полупрозрачно и является выходным, за ним установлены кювета для исследуемого вещества и регистрирующее устройство, активн среда установлена на первом плечезонатора, поляризатор и фазовая н тинка - на втором, а поглощающая ячейка для анализируемого элемента - на третьем, при этом поглощающая ячейка для анализируемого элемента размещена в соленоиде, соединенном с й блоком питания, имеющим возможность переключения направления электрического тока и создания магнитного поля,д 1 удовлетворяющего условию Н1 2 - н авИзобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.Целью изобретения является повьшение чувствительности спектрометра иточности измерений при анализе веществ на содержание химических элементов,На фиг.1 представлена структурнаясхема спектрометра. На фиг,2 представлена зависимость дополнительных поОтерь от частоты для различных направлений распространения луча в кольцевом лазере.Спектрометр содержит перестраиваемый кольцевой лазер, резонатор которого образован диэлектрическими зеркалами 1, 2, 3, В первое плечо резонатора помещена активная среда 4 сширокой областью усиления (растворкрасителя, полупроводник или кристалл щна Р-центрах окраски), Во втором плече расположены поляризатор 5 и фазовая пластина 1 /2 б. В третьем плечерасположена поглощающая ячейка 7,размещенная в соленоиде 8 с блоком 25питания 9 и переключателем 10 направления электрического токаВ устройстве имеются кювета 11 дляисследуемого вещества и регистрирующее устройство 12. 50Фазовая пластина 1 /2 предназначенадля нерезонансного вращения плоскости:поляризации, а поляризатор 5 - дляпреобразования зависимости поворотаплоскости поляризации от частоты взависимость потерь от частоты.Спектрометр работает следующим образом. Поглощающую ячейку 7 с анализируе 40 мым элементом помещают в соленоид 8 который создает продольное магнитное поле при протекании через него электрического тока, создаваемого блоком питания 9, При изменении направления электрического тока переключателем 105 изменяется направление продольного магнитного поля соленоида 8, Поглощающая ячейка 7 заполняется тем элементом, на содержание которого анализируется исследуемое вещество, находящееся в кювете 11. Продольное магнитное поле приводит к фарадеевскому вращению плоскости поляризации излучения в пределах контуров линий поглощения. Оптическая ось полуволновой 55о пластинки 6 повернута на 0 .:- ( 90 - угол относительно направления макси.мального пропускания поляризатора,что приводит к нерезонансному пово"оту плоскости поляризации излучения. Величина этого поворота практически не зависит или слабо зависит от частоты в пределах области усиления. При определенном повороте оптической оси полуволновой пластинки 6 потери за счет поворота плоскости поляризации генерируемого излучения начинают превышать усиление, то есть генерация срывается. Если теперь включить ток через соленоид 8, под действием продольного магнитного поля появляется фарадеевское вращение плоскости поляризации на линиях поглощения в поглощающей ячейке 7 с известным элемен-.с том. Если фарадеевский поворот плоскости поляризации равен удвоенному углу поворота оптической оси полуволновой пластинки б, потери на линии поглощения становятся равными нулю, и генерация осуществляется на линии поглощения, то есть спектр генерации сужается и привязывается к линии поглощения, Для одного из направлений распространения луча углы поворотов плоскости поляризации в поглощающей ячейке 7 и полуволновой пластинки 6 складываются, а для другого - компенсируются, В результате этого дополнительные потери, возникающие за счет поьорота плоскости поляризации при наличии в резонаторе лазера поляризатора 5, имеют в пределах полосы усиления активной среды различную зависимость от частоты для противоположных направлений распространения световых волн, что представлено на фиг.2. Такая зависимость потерь от частоты имеет место только при Н1,2 а /р,8, Как видно из фиг,2, в одном направлении распространения луча (кривая А) генерация происходит только в центре поглощения, поскольку там нулевые потери, а в другом - на частотах, отстроенных от центра контура (кривая В). Меняя направление магнитного поля в соленоиде 8 переключателем 10, можно изменять в данном направлении распространения луча участок линии поглощения, на котором осуществляется генерация, Пропуская через кювету 11 с исследуемым веществом излучение кольцевого лазера, привязанное к центру контура линии поглощения. можнополучить селективное поглощение плюс1неселективное поглощение, Неселектив-ное поглощение определяют отдельнопри пропускании через кювету излуче1210547 ния, привязанного к краю контура линии поглощения. Обработка сигналов1 Составитель С,Иванов ектор М,Шарохин актор К.Федотов ехр ед.Маргинтал Заказ 52 б 8 исно комитета СССР открытий кая наб., д. водственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ по д 3035, Тираж 778 Государственног лам изобретений осква, Ж, Ра осуществляется регистрирующим устройством 12,