Способ спектрального анализа оптического излучения

Способ спектрального анализа оптического излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано для исследования спектрального состава быстроменяющегося слабого оптического излучения. Сущность: сочетание диапазонов углов падения, частот ультразвука и направления распространения сдвиговой ультразвуковой волны позволяет осуществить одновременную дифракцию широкого спектрального интервала исследуемого излучения . 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )э G 02 F 1/11

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

-: -:.iюзНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947383/25 (22) 24.06.91 (46) 30,06.93. Бюл, 3Ф 24 (72) Л.Ф.Купченко, А.М.Реэниченко и

Ю.В.Асташев (56) Хирд Г. Измерение лазерных параметров. М.: Мир., 1970, с.337, Клудзин В.В., Кузин А.Г., Кулаков О.В.

Спектрометр на основе акустооптического перестраиваемого фильтра из парателлурита. — Журнал прикладной спектроскопии, 1985, т,43, М 1. с.163.

Изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано для исследования спектрального состава быстросменяющегося слабого излучения.

Целью изобретения является уменьшение времени спектрального анализа эа счет одновременной дифракции широкого спек трального диапазона оптического излучения на сдвиговой ультразвуковой волне.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе спектрального анализа возбуждают ультразвуковую волну с частотой 110-120 МГц в направлении, совпадающем с осью (110) дарателлурита и направляют на фронт ультразвуковой волны оптическое излучение под углом 6 2,910 =3,1 ° 10 рад. Сопоставительный анализ заявляемого изобретения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями, показывает, что заявляемый способ отличается тем, что угол падения света на фронт сдвиговой ультразвуковой волны и частота ультразвука выби„, Я2„„1824620 А1 (54) СПОСОБ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано для исследования спектрального состава быстроменяющегося слабого оптического излучения. Сущность: сочетание диапазонов углов падения, частот ультразвука и направления распространения сдвиговой ультразвуковой волны позволяет осуществить одновременную дифракцию широкого спектрального интервала исследуемого излучения. 2 ил., 1 табл, раются в конкретном диапазоне, а ультразвуковая волна распространяется в направлении оси (110) кристалла.

При выбираемом направлении распространения сдвиговой ультразвуковой волны, благодаря наличию в парателлурите явления естественной оптической активно- д сти, помимо обычных имеют место дополни- р тельные углы брэгговской дифракции, связанные именно с оптической активностью, Причем в области углов 0 = 2.9-10 2 — О"

3,1 10 рад, кривые, описывающие эависи-, 1 :1 мость 0 от частоты ультразвука для раэ- О личных длин волн света близки и пересекаются, ато имеет место е огра ниченной области ультразвуковых частот l 10--120

МГц. Расходимость ультразвуковоро и светового пучков (2) приводит к тому, что кривые, описывающие зависимость от частоты ультразвука для различных длин волн света будут еще более близки и в заданном диапазоне ультразвуковых частот наблюллется

1824620 одновременная дифракция нескольких световых волн на ультразвуковой волне с фиксированной частотой. Такая геометрия взаимодействия света и ультразвука, при указанных частотах ультразвука позволяет одновременно исследовать значительные участки спектра. что существенно сокращает время спектрального анализа всего спектра. Данная геометрия взаимодействия реализует так называемую анизотропную дифракцию и поэтому при одинаковом угле падения углы дифракции для различных длин волн будут различны.

На фиг,1 представлены зависимости брэгговских углов, возникающих благодаря оптической активности от частоты ультразвука для длин волн света A1 - 0,6328 мкм, 4=0,5154 мкм, 4 = 0,488 мкм, для параметров парателлурита и скорости ультразвука

v=0,616 10 см/с, рассчитанные из выражения

2Ksin0 по ne K sin 0

Ко nå о

2псА 9Ьпе где по и ne — обыкновенный и необыкновенный показатели преломления, 9зи — компонента тензора гирации, к — волновой вектор света s пустоте (фиг.1).

На фиг.2 представлены экспериментальные зависимости для тех же длин волн света, снятые для кристалла парателлурита.

Предлагаемый способ спектрального анализа реализуется следующим образом, Буля парателлурита, выраженная методом Чохральского, вырезается в виде куба, грани которого перпендикулярны осям кристалла, На одну из граней. параллельных оптической оси кристалла (001) напыляется пьезопреобразователь сдвиговой ультразвуковой волны размером 0,5х0,5 см, который возбуждает сдвиговую волну в направлении оси (110) кристалла. На противоположную грань наносится поглотитель ультразвуковой волны. На грань кристалла, перпендикулярную оптической оси (001), направляется излучение исследуемого источника. Угол падения света на фронт ультразвуковой волны регулируется поворотом кристалла. Используем в качестве источника аргоновый лазер ЛГ-106М-1, который генерирует одновременно на нескольких длинах волн в диапазоне М -454,5 5-514,5 нм, причем наибольшая интенсивность генерации соответствует линиям с э = 488 нм и 4 = 514,5 нм, Выставляем угол падения света на переднюю грань кристалла 6 = Эх х10 рад, что определяется по лучу, отра-г женному от передней грани кристалла. Частота ультразвука выставлялась 4о =- 115 МГц.

При этом в выходной плоскости наблюдалась дифракционная картина в 1-м порядке, состоящая иэ набора спектральных компонент Ag 4 и двух компонент, лежащих меж10 ду ними, Таким образом, наблюдалась одновременная дифракция излучения шириной 26,5 нм, тогда как при дифракции на обычных углах (в том же диапазоне углов падения и частот излучения) диапазон одновременной дифракции составляет единицы нанометров. Далее исследовался спектр излучения лазера в диапазоне углов и частот ультразвука. Результаты исследования сведены в таблицу, где на пересечении значения 6 и fo проставлены спектральные компонечты излучения лазера, которые одновременно наблюдались в плоскости дифракции.

Как видно, одновременная дифракция излучения лазера имеет место только в определенном диапазоне.

Использование предлагаемого способа спектрального анализа обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества.

1) Выбор геометрии взаимодействия и частоты ультразвука в парателлурите позволяет обеспечить одновременную дифракцию на ультразвуковой решетке значительного спектрального диапазона излучения, что существенно снижает время спектрального анализа излучения, а при необходимости исследования не широких спектров производить анализ практически

40 мгновенно.

2, Высокая дифракционная эффективность, реализуемая при данной геометрии взаимодействия способствует анализу слабых излучений.

Формула изобретения

Способ спектрального анализа оптического излучения, включающий возбуждение в парателлурите сдвиговой ультразвуковой волны и направление оптического излучения на фронт ультразвуковой волны, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени спектрального анализа, возбуждают ультразвуковую волну с частотой 110120 МГц в направлении, совпадающем с осью (110) парателлурита и направляют на фронт ультразвуковой волны оптическое излучение под углом 2,9 10 — 3,1 10 рад.

-г -г

1824620

5,(иг„) 1824620 р.е

Составитель А. Реэниченко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Эакаэ 2225 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5