Способ измерения интенсивности света

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3 А 4(5) С 0 ажт АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ев ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 7 И(56) 1. Дж. Калверж, Дж. Питтс фотохимия. М., "Мир", 1968, с. 615.2. Химия плазмы. Сб. статей под ред. Б.И.Смирнова. Вып. 2. М.Атомиздат, 1975, с. 49 (прототип). (54) (5 У) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВЫОСТИ СВЕТА, включающий облучение актинометрического вещества исследуемым потоком излучения и измерение концентрации одного из образовавшихся веществ, по которой судят об интенсивности излучения, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения спектрального диапазонаизмерений и повышения точности вспектральной области поглощения фтора, в качестве актинометрического .вещества используют монофторид хлораС 1 Р, после облучения указанноговещества исследуемым пучком излучения его дополнительно зондируют пучком излучения с длиной волны 210 нма концентрацию образовавшегося врезультате облучения моноторндахлора,С 1 р исследуемым пучком излучения трифторида хлора С 1 Р определяют по поглощению зондирующегоИзобретение относится к фотометрии, актинометрии и может быть использовано для определения интенсивности импульсных источников цвета в УФ области, для измерения параметров световых источников, применяемых для накачки оптических квантовых генераторов, для определения облученности лазерного объема, например, в хймических фтор-водородных лазерах, 10Известен способ измерения интенсивности света и облученности объема путем химических газовых актинометров, заключающийся в том, что в исследуемый объем помещают газообраз ное соединение или смесь газов, которые при действии света либо изме) няют Физические свойства, либо в результате Фотолиза в газе происходят химические реакции. Степень из менения свойств или глубина протекания реакций зависит от интенсивности света или от облученности объема. В дальнейшем, после прекращения действия света, определяют 25 .изменения физических параметров или ;свойств (например, давления в сосуде) или определяют концентрацию компонент, появившихся в результате реакций, Если известен квантовый выход образования той или иной компоненты " продукта реакции, то можно вычислить количество Фотонов, про" шедших через объем, т.е. найти интенсивность света. При этом измерение является абсолютным Я .Основными недостатками этого способа является узкий спектральный диапазон измерения и низкая точность измерения интенсивности широкополос" , ного источника света в области спектра, отличной от области спектра поглощения актинометра, Это обусловлено тем, что каждое из известных соединений, применяемых для актино11 чн метрии, поглощает свет в своеи узкой области спектра. Эта область спектра не всегда совпадает с измеряемой, что является источником погрешности измерения. Способ практически не пригоден для определения интенсивности источника света с полосой испускания более широкой, чем полоса поглощения вещества, используемого для актинометрии. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ измерения.интенсивности света, включающийоблучение актинометрического вещества исследуемым потоком излучения иизмерение концентрации одного изобразовавшихся веществ,.по которойсудят об интенсивности излучения,Способ заключается в том, что в кювету помещают ацетон при давлении50 тор и 125 С. Затем ацетон подверогают Фотолизу, в результате которого образуются соединения, в томчисле СН 4 и СО, причем квантовыйвыход СО равен единице (Ф о = 1),Количество СО определяют Физическими (например, по его парциальномудавлению) или химическими методами.Интенсивность света определяют поколичеству СО. Полоса поглощенияацетона находится в области 250320 нм 2.Недостатками известного способаявляются низкая точность измеренияинтенсивности широкополосного источ"ника света в области спектра, соответствующей поглощению фтора. Какизвестно, максимум поглощения фторанаходится в области 274 нм. В то жевремя максимум полосы поглощенияацетона лежит в области 285 нм, Поэтому, применяя в качестве актиномет"ра фотолиз ацетона,.получают погрешность измерения, так как интенсивность света в области УФ излучениянеравномерна по спектру, Применение светофильтров для коррекции спектрального состава источника сопряжено с трудностями и также приводитк погрешностям измерения из-за невозможности точной калибровки пропускания светофильтров, Недостатком является также малый спектральный диапазон измерения. Спектр поглощения ацетона. лежит в интервале250-320 нм,поэтому способ неприменим для измерений интенсивностиисточника света в области, не лежащей внутри этого диапазона,Кроме того, при использовании ацетона в качестве актинометрического газа необходимо соблюдать температурный режим, поскольку Ф =1 только при 1125 С. Это увеличиовает затраты на проведение измерений.Определение продукта фотолиза СО также является трудоемкой операцией.Таким образом, известный способне достаточно точен, трудоемок в3 1151исполнении и имеет малый спектральный диапазон измерения,Цель изобретения - повышениеточности определения интенсивности, света в области поглощения фтора ирасширение спектрального диапазонаизмерения.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измеренияинтенсивности света, включающему 10облучение актинометрического вещества исследуемым потоком излучения иизмерение концентрации одного изобразовавшихся веществ, по которойсудят об интенсивности излучения,в качестве актинометрического вещества используют монофторид хлораС 1 Р, после облучения указанного вещества исследуемым пучком излучения его дополнительно зондируют пучком излучения с длиной волны 210 нм,.а концентрацию образовавшегося врезультате облучения монофторидахлора С 1 Р исследуемым пучком излучения трифторида хлора С 1 Р определяют по поглощению зондирующегопучка,Сущность предлагаемого способазаключается в следующем,В исследуемый объем (например,в лазерную кювету) напускают моно-.фторид хлора, затем освещают егоисточником -.света, После этого черезобъем пропускают зондирующий пучоксвета с длиной волны 210 нм и поего ослаблению определяют концентрацию С 1 Р , образовавшегося при фотолизе С 1 Р, по которой определяютискомую интенсивность света, например в области длин волн поглощения 4 Офтора. Спектральный диапазон поглощения С 1 Р находится в области от вакуумного Уф до 320 нм, .т.е. значительно шире чем у ацетона. Из этогоследует, что фотолиз можно использовать в качестве актинометра также ив вакуумном Уф (при наличии соответствующей спектральной аппаратуры).При фотолизе С 1 Р происходят следующие реакции; 50С 1 Р + Ь 1 С 1 + Р,Р + С 1 Р С 1 РС 1 + С 1 Р С 1 + Р,Р + С 1 Р С 1 Р55Из схемы видно, что квантовый выход С 1 Р, равен 1. Таким образом, определив концентрацию С 1 Р , можно найти интенсивность света, ВеществоС 1 Р, - стабильный газ, максимум полосы поглощения которого 210 нм,поэтому его концентрацию определяютспектрофотометрическим способом поослаблению пучка света с длиной волны 210 нм,Практическая реализация способаосуществляется на установке, состоящей из импульсного источника света,отражателя-концентратора света,стандартного спектрофотометра типа"Яресогй". В кювету из оптическогокварца Ь = 10 см Ю = 2 см напускают С 1 Р до давления 0,45 ата, затемпомещают ее в спектрофотометр изаписывают спектр поглощения в области 210 нм (фон) . После этого кювету устанавливают в отражательконцентратор на место лазерной кюветы и освещают однократным импульсомсвета. В качестве источника используют кварцевую трубку Ф = 9 мм,= 80 см, наполненную ксеноном придавлении 50 тор, Электродами служатнержавеющая сталь и вольфрам, Черезтрубку пропускают импульс тока отконденсатора емкостью 3 мкф, заряженного до ч 0 кВ. После облучениякювету снова помещают в спектрофотометр и записывают спектр поглощения в области 210 нм. Затем по поглощению в этой области определяютколичество образовавшегося С 1 Р ивычисляют интенсивность света по соотношению (1). Измеренное количество С 1 Р, равно 1,22 тор, что соответствует разложению 0,3657 исходногоС 1 Р.Найдейное количество фотонов 2,прошедших через единичный объем,равно 3,110 1/см. ПолученныеПданные использованы при разработкеимпульсных источников света и хорошокоррелизовали с косвенными данными,полученными другими способами.Приведенные данные давления С 1 Р,геометрических размеров измеритель- .ной ячейки и другие не являютсякритичными при использовании способа, Важно лишь, чтобы при спектрофотометрических измерениях была реализована оптически неплотная среда. Предлагаемый способ имеет более высокую точность измерения интенсивности света в области длин волн поглощения фтора, что является важным при определении параметров сисЗаказ 2311/31 Тираж.89 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул, Проектная, 4 тем накачки химических фтор-водород- ных лазеров, более широкий спектральный диапазон измерения, от вакуумного УФ до 320 нм; способ менее трудоемок, так как не требуется соблюдать температурный режим и использовать химические методы определения продуктов реакции.Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерять интенсивность света в более широком диапазонеспектра. Способ также позволяет сбольшей точностью измерять интенсивность источников света в области 5 спектра, соответствующей поглощениюфтора, что очень важно при разработке и исследовании фтор- водородныххимических лазеров. Экспрессностьспособа позволяет сократить затраты 10 на проведение таких исследований.