Эталон для люминесцентных измерений

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(59 (01 Й 21 64 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3370549/18-25 (22) 15.12.81 (46) 30.06.83. Бюл. У 24 (72) Х.C.Багдасаров, И.С.Володина, A.È.Êîëîìèéöåâ и N.Ë.Ìåéëüìàí (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт кристаллографии им.

А.В.Шубниковаи Всесоюзный заочный ин-; женерно-строительный институт (53) 535,37 (088.8) (56) 1. Проспект фирмы "Перкин-Элмер", спектрофлюориметр мРГ-44В, сшА, 1978

2. Паркер С. Фотолюминесценция растворов. M. "Мир", 1972,с. 213 прототип) . (54) ЭТАЛОН ДЛЯ:ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ИЗМЕРЕНИЯ, (57) Применение монокристалла иттрий алюминиевого граната, активированного неодимом, в качестве эталона для лю.минесцентных измерений.

1026040

Изобретение относится к технике измерений, а точнее к методам измерений спектроскопических характеристик электромагнитного излучения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазона °

Известны вещества, применяемые в качестве эталонов интенсивности оптического излучения люминесцирующих объектов, или эталонов для определения выхода флюоресценции, или 0 эталонов для оценки чувствительности люминесцентных приборов. В качестве эталона используют стандартный раствор бисульфата хинина в 0,1 н. серной кислоте 1). 15

Известен также раствор, спектр возбуждения которого целиком лежит в области ближнего ультрафиолета (главные максимумы при 250 и 350 нм), а спектр излучения состоит из одной широкой линии с максимумом вблизи

450 нм P2) .

Недостатками известного эталона являются отсутствие линий излучения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, невозможность его использования для проверки величины спектрального разрешения и градуировки шкалы длин волн прибора-флюориметра. нестабильность во времени и в полях интенсивного оптического или ионизирующего излучения, чувстви гельность к составу атмосферы, а также трудности получения достаточно чистого раствора бисульфата хинина низкой концентрации, необходимого для 35 оценки параметров измерительного прибора. Для градуировки шкалы длин волн и проверки величины спектраль- ного разрешения флюориметров обычно используют специальные, например ртутные лампы.

Цель изобретения — создание универсального эталона, обеспечивающего одновременную калибровку люминесцентных приборов по спектральной чувствительности, разрешений и длине волн в широком диапазоне — от ближнего ультрафиолета до инфракрасной области включительно.

Поставленная цель достигается применением монокристалла иттрий-алюминиевого граната, активированного неодимом (HHAF) в качестве эталона люминесцентных измерений.

Применение известного кристалла

HHAF в качестве эталона для спектролюминесцентных измерений стало возможным благодаря исследованиям его фото-, катодо- и рентгенолюминесцентных свойств в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спект- 60 ра. Установлены новые люминесцентные свойства HHAF При возбущцении известного кристалла светом ульт-. рафиолетового или видимого диапазона, а также при воздействии на него потока электронов, рентгеновских или более жестких фотонов возникает характеристическое излучения, состоящее из большого числа узких линий различной интенсивности, лежащих в интервале 260-1100 нм. Многие из линий имеют ширину менее 1 нм и могут быть использованы для градуировки спектральной шкалы прибора. Во всех частях укаэанного интервала некоторые линии образуют группы с интервалами между отдельными линиями менее 1 нм, которые можно испольэовать для определения спектрального разрешения прибора-измерителя люминесценции. Измерение интенсивности линий в разных частях рассматриваемого спектрального интервала позволяет определить чувствительность прибора в соответствующих точках спектра или провести калибровку интенсивности излучения исследуемых объектов в тех же спектральных точках.

В таблице приведены характеристики для линий люминесценции НИАГ при возбуждении в полосу 224 нм излучением ксеноновой лампы (такой же спектр люминесценции возникает при рентгеновском, гамма- или электронном возбуждении, .

Описываемый эталон сочетает в себе свойства нескольких эталонов: он пригоден для определения спектральной чувствительности, спектрального разрешения и градуировки прибора rio длинам волн. Кроме того, он имеет высокую стабильность спектральных характеристик во времени, нечувствительность параметров спектра излучения к температуре, атмосфере, радиационным воздействиям и т.д.

Использование HHAF в качестве эталона градуировки спектрофлюориметров по длинам волн основано на наличиии большОго числа линий в широком спектральном диапазоне. Примене-, ние НИАГ как эталона спектральной чувствительности обусловлено неизменностью амплитуд спектральных линий. Пригодность HHAI как эталона спектрального разрешения определяется узостью многих спектральных линий, постоянством их ширины, а также наличием групп близко расположенных линий (например дублетов 3959 и 3967 А, 4351 и 4356 А, 4559 и 4565 А, 4614 и 6318 А,, 4871 и 4875 A) .

Преимущества кристалла НИАГ как спектролюминесцентного эталона по сравнению с другими твердотельными матрицами заключаются в том, что

НИАГ имеет самые узкие линии люминесценции иэ всех кристаллов, а тем более стекол. Кристаллы НИАГ не подвержены радиационной деградации, что делает их пригодными также для

1026040 рентгено- и катодолюминесцентных измерений.

Предлагаемый эталон универсален, сравнительно. прост в изготовлении (в качестве исходного материала могут быть использованы отходы промышлен- 5 ного производства активных элементов оптических квантовых генераторов и может применяться как во всех научных и производственных измерениях

Ширина линии, Х

Относит ель ная интенсивность

Конечный уровень перехода

Примечание перехода, А линии

Переходы с уровня 2„

5/7

9(2

2659

1

2661

18

2807

2832

2836

1

2966

4 Ъ(ь

3000

И/2

3123

3141

3143

15

3206

3221

3946 3959

410

4 5Jg

3967

4011

4014

175

"М2

400

1 000

4109

4141

13

4 1 2

4 9l2

4319

4351

4356

7 5

220

45

77

4539

4559

4583

4614

4618

1

1

5 спектролюминесцентных параметров ра3личных веществ, так и для калибровки соответствующих измерительных приборов.

Использование кристалла Ш!АГ в качестве универсального эталона для спектролюминесцентных измерений позволяет устранить расходы на разработку частных эталонов, что дает экономию в народном хозяйстве.

1026 040

Продолжение таблицы

Ширина Конечный линии, уровень перехода

Примечание

От носитель на я . интенсивность линии

120

4 7/2

2к

"ЛЪ 2

5485

Я 2

5950

К И!2

1 2

155

6845

2Э

5j2

4

9!2

9460

850

Улл 1 2

Составитель Н.Зоров

ТехредМ.Гергель Корректор В. Бут яга

Редактор A..Kypax

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4549/35

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

k перехода, 4780

4871

4891

4950

5249

5322 5372

5420

5507

5641

5886

6181

6208

6245

7133 .

7177

1G641 . 10734

18

52

110

16

53

20.1200

250

2, 2

7

1

4

5(g.

7 12.

Переходы с уровня 4

1 2