Способ измерения поглощения электромагнитного излучения в веществе

Способ измерения поглощения электромагнитного излучения в веществе

Реферат

 

Изобретение относится к области оптической и радиоспектроскопии. Цель изобретения - расширение видов исследуемых объектов. Она достигается путем размещения анализируемого образца в сверхтекучем гелии и регистрации интенсивности концентрированных с помощью акустического резонатора тепловых волн, возникающих в гелии в результате преобразования поглощенного образцом излучения. При мощностях излучения 100 мВт возможна регистрация коэффициента поглощения 10^-7. 1 ил.

Изобретение относится к области оптической и радиоспектроскопии и может найти применение для измерения спектров поглощения твердых тел и для аналитической спектроскопии. Цель изобретения - расширение видов исследуемых объектов. На чертеже показана схема лазерного спектрометра, осуществляющего способ измерения поглощения электромагнитного излучения в веществе. Лазерный спектрометр содержит гелиевый криостат 1 с окном 2, акустический резонатор 3 с измеряемым образцом 4, вакуумный насос 5 с патрубком 6, импульсно-периодический лазер 7, коллиматор 8, термометр 9 и блок 10 регистрации. Способ измерения поглощения электромагнитного излучения в веществе осуществляют следующим образом. Гелиевый криостат 1, в котором размещен прозрачный для излучения акустический резонатор 3 с измеряемым образцом 4, заливают жидким гелием так, чтобы акустический резонатор 3 заполнился жидкостью. После этого откачивают пары гелия вакуумным насосом 4 через патрубок 5 до давления P 30 Topp, при котором гелий переходит в сверхтекучее состояние. Затем излучение от импульсно-периодического лазера 7 через окно 2 и коллиматор 8 подается на образец 4. Частота повторения импульсов выбирается равной частоте акустического резонатора 3. При поглощении излучения в акустическом резонаторе 3 возникает тепловая волна, которая принимается термометром 9. Сигнал с термометра поступает в блок 10 регистрации. Для увеличения чувствительности к термометру 9 припаивается металлический радиатор с развитой поверхностью (на чертеже не показан). При использовании СВЧ-диапазона в качестве поглощающих ячеек используют объемный резонатор, внутри которого и размещают акустический резонатор с образцом. При пропускании через образец 4, находящийся в сверхтекучем гелии, излучения, промодулированного со звуковой частотой, образец 4 излучает второй звук на той же частоте. При этом энергия второго звука равна теплу, выделившемуся в образце 4 в результате поглощения. Поскольку волну второго звука концентрируют на термометр 9 посредством акустического резонатора 3, тепло, выделившееся в образце 4, передается термометру 9 без потерь и чувствительность способа сравнима с чувствительностью способов прямого измерения поглощенной энергии, но применительно и к оптически тонким образцам. Например, при типичных для ЭПР мощностях излучения 10 мВт можно регистрировать коэффициент поглощения 10^-7.

Формула изобретения

Способ измерения поглощения электромагнитного излучения в веществе, включающий пропускание через анализируемый образец импульсно-модулированного излучения и регистрацию посредством термометра тепла, выделившегося в образце в результате преобразования поглощенного излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения видов исследуемых объектов, анализируемый образец размещают в сверхтекучем гелии, с помощью акустического резонатора концентрируют тепловые волны, возникающие в гелии в результате преобразования поглощенного образцом излучения, на термометр, измеряют их интенсивность и по ней судят о поглощении излучения исследуемым образцом.

РИСУНКИ

Рисунок 1