Инфракрасный амплитудно-фазовый плазмонный спектрометр

Изобретение относится к инфракрасной спектроскопии поверхностей металлов и полупроводников. Спектрометр содержит перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, элемент преобразования излучения источника в поверхностные плазмоны (ПП), твердотельный проводящий образец с плоскогранной поверхностью, фотодетектор, устройство обработки информации и непрозрачный экран, установленный перпендикулярно треку ПП, причем край экрана, обращенный к плоской поверхности образца, размещен на расстоянии от 5λ до 20λ (где λ - длина волны излучения в окружающей образец среде) от этой поверхности. Фотодетектор размещен в поле ПП на подвижной платформе, перемещаемой параллельно поверхности вдоль трека ПП, и подключен к устройству обработки информации. Изобретение направлено на упрощение конструкции и сокращение времени измерений. 2 ил.

 

Изобретение относится к инфракрасной (ИК) спектроскопии поверхности металлов и полупроводников, а именно - к определению амплитудно-фазовых спектров как самой поверхности, так и ее переходного слоя путем измерения характеристик (показателей преломления и поглощения) поверхностных плазмонов (ПП), разновидности поверхностных электромагнитных волн, и может найти применение в физико-химических исследованиях процессов на поверхности твердого тела, в ИК спектроскопии окисных и адсорбированных слоев, в оптических контрольно-измерительных и сенсорных устройствах.

Оптическая спектроскопия поверхности твердого тела - одна из основных областей применения ПП [1, 2]. В первых ПП спектрометрах ИК-диапазона использовали разнесенные вдоль трека ПП элементы прямого и обратного преобразования объемной волны в поверхностную. С помощью таких устройств непосредственно измеряли длину распространения ПП в определенном диапазоне длин волн λ дискретно перестраиваемого лазерного источника излучения [2]. Основной недостаток таких ПП-спектрометров - дискретность рабочих частот и недостаточность объема информации, получаемого в результате измерений только длины распространения ПП L.

Использование в ПП-спектроскопии плавно перестраиваемых по частоте лазеров на свободных электронах позволило преодолеть первый из перечисленных выше недостатков [3-5]. А применение интерференционной методики определения фазовой скорости ПП (точнее, действительной части κ' эффективного показателя преломления ПП κ=κ'+i·κ'', где i - мнимая единица) повысило информативность метода ПП-спектроскопии, поскольку появилась возможность по значениям L и κ' рассчитать путем решения дисперсионного уравнения ПП для трехслойной структуры два параметра переходного слоя, например его толщину и показатель преломления или комплексную диэлектрическую проницаемость материала образца ε=ε'+j·ε''.

ПП-спектрометр, описанный в [3], содержит перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, фокусирующий объектив, дифракционный элемент (край экрана) для преобразования объемного излучения в ПП, твердотельный образец, имеющий плоскую поверхность, на краю которой ПП преобразуются в объемное излучение, и фотоприемник, перемещаемый перпендикулярно поверхности образца в плоскости, содержащей трек ПП. Основным недостатком такого спектрометра является низкая точность определения κ' по координатам экстремумов интерферограммы, регистрируемой фотоприемником при фиксированном положении экрана относительно образца. Этот недостаток объясняется тем, что: 1) в результате дифракции падающего излучения на крае экрана кроме ПП порождается набор объемных волн, диаграмма направленности которого носит в значительной степени случайный характер. Это приводит к непредсказуемому искажению интерферограммы и не позволяет определять координаты экстремумов с достаточной точностью; 2) скачок фазы, возникающий при срыве ПП с края образца, зависит от расстояния a, пройденного ПП. Поэтому для определения κ', необходимо зарегистрировать не менее двух интерферограмм при различных а, что приводит к накоплению погрешности измерений. Таким образом, точность определения κ' не превышает 10-3, что сравнимо с изменением κ', обусловленным формированием переходного слоя.

Известен плазменный спектрометр ИК-диапазона для определения диэлектрической проницаемости проводящих материалов, содержащий перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, лучеразделитель, расщепляющий падающее излучение на измерительный и реперный пучки, зеркало, элемент преобразования объемного излучения измерительного пучка в ПП, твердотельный образец с плоской поверхностью, элемент преобразования ПП в объемное излучение, непрозрачную заслонку, перекрывающую реперный пучок при регистрации интенсивности измерительного пучка, лучеразделитель, совмещающий измерительный и реперный пучки, регулируемый компенсатор, фокусирующий объектив и фотоприемное устройство [6]. Основными недостатками известного устройства является большая продолжительность измерений, обусловленная раздельностью процедур амплитудных и фазовых измерений, и низкая точность определения комплексного показателя преломления ПП в связи с неоднозначностью фазы волны, излучаемой с различных участков элемента преобразования ПП в объемное излучение.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является плазмонный спектрометр терагерцевого диапазона для исследования проводящей поверхности, содержащий перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, лучеразделитель, расщепляющий падающее излучение на измерительный и реперный пучки, второй лучеразделитель, совмещающий пучки, непрозрачную заслонку, способную поочередно перекрывать оба пучка, регулируемый поглотитель излучения реперного пучка, элемент преобразования излучения измерительного пучка в ПП, твердотельный проводящий образец, имеющий две плоские грани, сопряженные скругленным ребром, элемент преобразования ПП в объемное излучение, размещенный на одной из граней, элемент преобразования объемного излучения в ПП, размещенный на другой грани и выполненный в виде плоского зеркала, примыкающего к этой грани, ориентированного наклонно к ней, сопряженного со вторым лучеразделителем и перемещаемого вместе с ним вдоль второй грани, фокусирующий объектив и фотоприемное устройство [7]. Основными недостатками известного устройства являются большая продолжительность измерений, обусловленная раздельностью процедур амплитудных и фазовых измерений, а также сложность конструкции.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции и сокращение времени измерений.

Технический результат достигается тем, что инфракрасный амплитудно-фазовый плазменный спектрометр, содержащий перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, элемент преобразования излучения источника в ПП, твердотельный проводящий образец с плоскогранной поверхностью и фотодетектор, дополнительно содержит устройство обработки информации и непрозрачный экран, установленный перпендикулярно треку ПП, причем край экрана, обращенный к плоской поверхности образца, размещен на расстоянии от 5λ, до 20λ (где λ - длина волны излучения в окружающей образец среде) от этой поверхности, а фотодетектор размещен в поле ПП на подвижной платформе, перемещаемой параллельно поверхности вдоль трека ПП, и подключен к устройству обработки информации.

Упрощение конструкции спектрометра достигается в результате исключения из нее двух лучеразделителей, заслонки, регулируемого поглотителя и выбора в качестве элемента преобразования края экрана, дополнительно выполняющего функции лучеразделителя и поглотителя, что позволяет использовать дифрагировавшую приповерхностную объемную волну (ОВ) в качестве реперного пучка при формировании интерферограммы, содержащей информацию как о показателе преломления κ', так и о показателе поглощения κ'' ПП.

Сокращение времени измерений достигается в результате объединения процедур определения изменений интенсивности и фазы зондирующего излучения при его взаимодействии с образцом путем анализа интерферограммы, регистрируемой единичным фотодетектором при изменении расстояния, пробегаемого ПП, и образованной при сложении полей ПП и приповерхностной OB, порожденной излучением источника при дифракции на крае экрана.

На фиг.1 приведена схема заявляемого устройства, где: 1 - перестраиваемый источник p-поляризованного монохроматического излучения; 2 - поворотное зеркало; 3 - фокусирующее зеркало; 4 - экран, на крае которого излучение источника частично преобразуется в ПП и частично - в ОВ; 5 - твердотельный проводящий образец с плоской поверхностью, размещенный в непоглощающей окружающей среде 6; 7 - подвижная платформа, содержащая фотодетектор 8 и перемещаемая вдоль трека ПП; 9 - устройство обработки информации.

На фиг.2 приведена расчетная интерферограмма, иллюстрирующая работу устройства при генерации ПП излучением с λ=100 мкм на поверхности золота, содержащей однородный слой германия толщиной 0,7 мкм.

Спектрометр работает следующим образом. Излучение источника 1 зеркалами 2 и 3 направляется на край экрана 4, удаленный от поверхности образца 5 на расстояние h, регулируемое в пределах от 5λ до 20λ. Вследствие дифракции излучение частично преобразуется в ПП и набор ОВ, распространяющихся под различными углами к поверхности образца 5 [3-5]. Среди этого набора имеется ОВ с волновым вектором, направленным вдоль поверхности образца 5, поле которой перекрывается с полем ПП. Данная ОВ и ПП распространяются вдоль поверхности с различными фазовыми скоростями, так как показатель преломления ПП κ' превышает показатель преломления ОВ n в среде 6. Причем по мере распространения интенсивность поля ПП уменьшается по экспоненциальному закону с коэффициентом затухания α=ko·κ'', где ko=2π/λ. Преодолев до фотодетектора 8 одинаковый путь x, ОВ и ПП приобретают различные фазовые набеги, разность между которыми составляет величину Δφ=kox·(κ'-n). Будучи когерентными, ОВ и ПП интерферируют, и их результирующая интенсивность I на чувствительном элементе детектора 8 описывается выражением:

где I1 - интенсивность ОВ, не зависящая от x, Io - интенсивность поля ПП под экраном 4.

Период Λ регистрируемой при перемещении детектора 8 интерферограммы неизменен и его промер позволяет устройству 9 рассчитать значение показателя преломления ПП по формуле:

Показатель же поглощения ПП κ'' устройство 9 рассчитывает по значениям интенсивности Im1 и Im2 в двух различных максимумах интерферограммы по следующей формуле:

где x1 и x2 - координаты соответствующих максимумов, причем x2>x1.

Подставляя найденные значения κ' и κ'' в дисперсионное уравнение ПП для трехслойной структуры [1, 2], устройство 9 рассчитывает два ее параметра, например толщину и показатель преломления переходного слоя, или комплексную диэлектрическую проницаемость материала образца 5.

Отметим, что контраст интерферограммы регулируется путем перемещения экрана 4 в плоскости, перпендикулярной поверхности образца 5, т.е. изменением расстояния h в пределах от 5λ, до 20λ.

В качестве примера применения заявляемого устройства, как и в прототипе, рассмотрим возможность определения с его помощью диэлектрической проницаемости алюминия (Al) в диапазоне длин волн от 30 до 100 мкм. Для этого, как и в прототипе, воспользуемся известной методикой определения оптических постоянных металлов в ИК-области спектра [8]. Основная идея этой методики состоит в нанесении на поверхность образца тонкого диэлектрического покрытия, что обуславливает увеличение обеих частей (κ' и κ'') комплексного показателя преломления ПП и позволяет измерить их значения на образцах приемлемых (для лабораторных условий) размеров.

Пусть мы располагаем Al образцом с плоской поверхностью длиной 30 см. В качестве диэлектрического покрытия выберем слой германия (Ge) толщиной 0,7 мкм, поскольку в ТГц диапазоне этот материал обладает малой дисперсией и пренебрежимо малыми потерями: при изменении λ от 100 мкм до 30 мкм показатель преломления Ge варьируется лишь в третьем знаке после запятой: от 4,004 до 4,005; а его показатель поглощения равен 1·10-4 при λ=30 мкм и 1·10-3 при λ=100 мкм [9]. Элементом преобразования излучения источника в ПП выберем непрозрачный экран, край которого удален от поверхности образца на расстояние h, обеспечивающее равенство интенсивности поля ПП Io под экраном интенсивности поля ОВ I1 на данной λ; окружающая среда - воздух (nср=1,0002726) [10]. Диэлектрическую проницаемость Al будем рассчитывать по модели Друде, хорошо «работающей» в ИК-диапазоне, полагая плазменную частоту Al νp=660 см-1 и столкновительную частоту свободных электронов ντ=119000 см-1 [11].

Используя дисперсионное уравнение ПП для трехслойной структуры по ее выше указанным параметрам, рассчитаем зависимости κ'(λ) и κ''(λ) в выбранном диапазоне λ.

На фиг.2 приведена зависимость I(x), рассчитанная по формуле (1) для структуры «Al-слой Ge толщиной 0,7 мкм-воздух» при λ=100 мкм. Располагая таким графиком, представляющим собой интерферограмму, полученную при перемещении фотодетектора 8 вдоль поверхности образца 5, можно определить как κ', так и κ''. Так, например, из графика на фиг.2 следует, что период интерферограммы ∧=10,675 см, что соответствует, согласно (2), κ'=1,00121. Интенсивности же в первом Im1 и, например, в пятом Im5 максимумах равны 3,275 при x1=10,565 см и 2,739 при x2=21,240 см соответственно. Подставив значения Im1, Im5, x1 и x2 в формулу (3), получим, что κ''=6,3·10-5. Располагая найденными путем анализа интерферограммы и применения формул (2) и (3) значениями κ' и κ'', решают дисперсионное уравнение ПП относительно диэлектрической проницаемости материала образца. Так, в рассматриваемом примере получим значение диэлектрической проницаемости алюминия при λ=100 мкм, равное: εAl=ε'+j·ε''=-31780+i·209745.

С уменьшением λ излучения источника, в качестве которого может быть использован лазер на свободных электронах [12], период интерферограммы уменьшается до 0,238 см (что соответствует κ'=1,01286), а затухание ПП - увеличивается до α=0,96 см-1 (что соответствует κ''=4,6·10-4) при λ=30 мкм. Выполнив для всего рабочего диапазона частот измерения I(x) и расчеты, аналогичные выше описанным, получают искомые спектры ε' и ε'', приведенные на фиг.2 прототипа.

Отметим, что поскольку в заявляемом устройстве измеряемыми величинами, как и в прототипе, являются интенсивность интерферограммы в максимумах и расстояние между ними, то точность определения диэлектрической проницаемости материала образца или оптических постоянных слоя на его поверхности не понижается по сравнению с прототипом.

Таким образом, использование в заявляемом устройстве в качестве лучеразделителя, поглотителя и элемента преобразования края непрозрачного плоского экрана, размещенного перпендикулярно треку ПП у поверхности образца, позволяет существенно упростить конструкцию плазменного ИК-спектрометра, а объединение процедур определения изменений интенсивности и фазы зондирующего излучения при его взаимодействии с образцом - сократить время измерений.

Источники информации

1. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / Под ред. В.М.Аграновича и Д.Л.Миллса. - М.: Наука, 1985. - 525 с.

2. Zhizhin G.N., Yakovlev V.A. Broad-band spectroscopy of surface electromagnetic waves // Physics Reports, 1990, v.194, No.5/6, p.281-289.

3. Zhizhin G.N., Alieva E.V., Kuzik L.A., Yakovlev V.A., Shkrabo D.M., Van der Meer A.F.G., Van der Wiel M.J. Free-electron laser for infrared SEW characterization surfaces of conducting and dielectric solids and nm films on them // Applied Physics (A), 1998, v.67, p.667-673.

4. Bogomolov G.D., Jeong U.Y., Zhizhin G.N., Nikitin A.K., et al. Generation of surface electromagnetic waves in terahertz spectral range by free-electron laser radiation and their refractive index determination // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research (A), 2005, v.543, No.1, p.96-101.

5. Bogomolov G.D., Jeong U.Y., Zhizhin G.N., Nikitin A.K., et al. First experiments on application of free-electron laser terahertz radiation for optical control of metal surfaces // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2005, №5, с.57-63.

6. Жижин Г.Н., Никитин А.К., Рыжова Т.Н. Способ определения диэлектрической проницаемости металлов в инфракрасном диапазоне спектра // Патент РФ на изобретение №2263923. - Бюл. №31 от 10.11.2005 г.

7. Жижин Г.Н., Никитин А.К., Балашов А.А., Рыжова Т.А. Плазмонный спектрометр терагерцевого диапазона для исследования проводящей поверхности // Патент РФ на изобретение №2318192. - Бюл. №6 от 27.02.2008 г. (Прототип)

8. Жижин Г.Н., Москалева М.А., Шомина Е.В., Яковлев В.А. Оптические постоянные меди, полученные по распространению поверхностных электромагнитных волн // ФТТ, 1979, т.21(9), с.2828-2831.

9. Handbook of optical constants of solids. Ed. by E.D.Palik // Academic Press, San Diego, USA, 1998. - 804 p.

10. Справочник "Физические величины" // M.: Энергоатомиздат, 1991. - 575 с.

11. Ordal М.А., Long L.L., Bell R.J. et al. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in the infrared and far infrared // Applied Optics, 1983, v.22, No.7, p.1099-1119.

12. Knyazev B.A., Kulipanov G.N., Vinokurov N.A. Novosibirsk terahertz free electron laser: instrumentation development and experimental achievements // Meas. Sci. Technol., 2010, v.21, 054017.

Инфракрасный амплитудно-фазовый плазмонный спектрометр, содержащий перестраиваемый по частоте источник p-поляризованного монохроматического излучения, элемент преобразования излучения источника в поверхностные плазмоны (ПП), твердотельный проводящий образец с плоскогранной поверхностью и фотодетектор, отличающийся тем, что спектрометр дополнительно содержит устройство обработки информации и непрозрачный экран, установленный перпендикулярно треку ПП, причем край экрана, обращенный к плоской поверхности образца, размещен на расстоянии от 5λ, до 20λ, (где λ - длина волны излучения в окружающей образец среде) от этой поверхности, а фотодетектор размещен в поле ПП на подвижной платформе, перемещаемой параллельно поверхности вдоль трека ПП, и подключен к устройству обработки информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бесконтактным исследованиям поверхности металлов и полупроводников оптическими методами, а именно к определению спектров поглощения как самой поверхности, так и ее переходного слоя, путем измерения длины распространения поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ), направляемых этой поверхностью, в инфракрасном диапазоне (ИК) спектра и может найти применение в исследованиях физико-химических процессов на поверхности твердого тела, в ИК-спектроскопии окисных и адсорбированных слоев, в сенсорных устройствах и контрольно-измерительной технике.

Изобретение относится к способу определения золота в отходах производства элементов электронной техники методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). .

Изобретение относится к электротермическому атомизатору для определения благородных металлов. .

Изобретение относится к спектральным газоразрядным лампам для атомной абсорбции и предназначено для использования в спектрометрах абсорбционного типа. .

Изобретение относится к оптическим методам исследования тонких слоев на поверхности металлов и полупроводников, а именно к инфракрасной (ИК) спектроскопии диэлектрической проницаемости.

Изобретение относится к бесконтактным исследованиям поверхности металлов и полупроводников оптическими методами, а именно - к определению спектров поглощения как самой поверхности, так и ее переходного слоя путем измерения коэффициента затухания поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ), направляемых этой поверхностью, в инфракрасной (ИК) области спектра, и может найти применение в исследованиях физико-химических процессов на поверхности твердого тела, в ИК-спектроскопии окисных и адсорбированных слоев, в контрольно-измерительной технике нанотехнологий, в лазерной и интегральной оптике.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к технике спектрального анализа и может найти применение при эмиссионных и атомно-абсорбционных измерениях в спектроанализаторах с дифракционными решетками и многоэлементными фотоприемниками

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения содержания химических элементов в пробах различных типов методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Спектрометр содержит оптически связанные источник излучения с длиной волны, соответствующей резонансному поглощению определяемого элемента, поляризатор, оптомодулятор, фазовую пластину и атомизатор, расположенный в постоянном магнитном поле, оптически связанные монохроматор и приемник излучения, систему регистрации и обработки сигнала, электрически связанную с приемником излучения и синхронизованную с оптомодулятором, а также устройство преобразования излучения, оптически сопряженное с атомизатором и монохроматором, выполненное в виде оптически сопряженных второго поляризатора и жгута световодов с переменным профилем, причем входному торцу жгута световодов придана форма, совпадающая с профилем сечения пучка излучения, а выходному торцу придана вытянутая форма и он совмещен с входной щелью монохроматора. Изобретение обеспечивает повышение светосилы спектрометра и сокращение времени анализа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается спектрометра на основе поверхностного плазмонного резонанса. Спектрометр содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучения света с непрерывным спектром, коллиматор, поляризатор, цилиндрическую линзу или цилиндрическое зеркало, устройство нарушенного полного внутреннего отражения с отражающим элементом, диспергирующее устройство, фокусирующий объектив и светочувствительную фотоматрицу, установленную в фокусе объектива. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном оптическом диапазоне длин волн в режиме реального времени и в повышении чувствительности устройства. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области передачи информации посредством поверхностных электромагнитных волн и касается геодезической призмы для отклонения пучка монохроматических поверхностных плазмон-поляритонов (ППП). Геодезическая призма выполнена в виде конусной канавки, которая расположена на плоской поверхности образца и имеет сглаженные края. Ось канавки параллельна поверхности образца и перпендикулярна направлению распространения ППП. Размер канавки в направлении пучка меньше длины распространения ППП. При этом ось канавки расположена над поверхностью образца, а края канавки совпадают с прямолинейными частями линии пересечения поверхности образца и поверхности конуса канавки. Технический результат заключается в повышении эффективности и уменьшении габаритов устройства. 3 ил.

Изобретение относится к инфракрасной (ИК) спектроскопии поверхности металлов и полупроводников, а именно к определению амплитудно-фазовых спектров как самой поверхности, так и ее переходного слоя, путем измерения характеристик направляемых этой поверхностью поверхностных плазмонов (ПП). Спектрометр содержит перестраиваемый по частоте источник р-поляризованного монохроматического излучения, плоское и цилиндрическое фокусирующее зеркала, твердотельный плоскогранный проводящий образец, элемент преобразования излучения источника в поверхностные плазмоны (ПП), размещенный в непоглощающей окружающей среде непрозрачный экран, ориентированный перпендикулярно треку ПП, и фотодетектор, сопряженный с устройством обработки информации и установленный на перемещаемой вдоль трека платформе. Обращенный к направляющей ПП грани исследуемого образца край экрана удален от нее на расстояние не меньше глубины проникновения поля ПП в окружающую среду. Спектрометр также содержит регулируемую линию задержки, поворачиваемый поляризатор, укрепленное на платформе плоское зеркало, отражающая грань которого примыкает к направляющей грани исследуемого образца, наклонена к ней под углом 45° и ориентирована перпендикулярно к треку, фокусирующий объектив и установленную перед входным отверстием фотодетектора регулируемую диафрагму, лучеразделитель объемного излучения, расположенный на пути падающего на образец излучения на уровне наклонного зеркала. При этом торцовая грань образца, перпендикулярная плоскости падения излучения и смежная с направляющей гранью, имеет цилиндрическую форму поверхности, ось которой параллельна направляющей грани и лежит в плоскости, содержащей линию сопряжения цилиндрической и плоской граней, причем расстояние от этой линии до оси равно радиусу кривизны цилиндрической поверхности, а длина дуги, содержащей трек ПП на этой поверхности, меньше десяти длин распространения ПП. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений за счет повышения соотношения сигнал/шум. 2 ил.

Предлагается 3-бутил-5-окси-5-перфтороктил-4,5-дигидро-1H-пиразол-1-карботиоамид приведенной ниже формулы(1) в качестве материала стандартного образца состава для количественного определения фтора (массовая доля от 50 до 70%) и серы (массовая доля от 5 до 13%) в органических соединениях различной природы. Кроме того, предлагается способ его получения, заключающийся во взаимодействии литий(1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-гептадекафторпентадекадионата-9,11) с тиосемикарбазидом гидрохлоридом в мольном соотношении 1:1 при кипячении в этаноле. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при поиске скоплений углеводородов. Предложен способ обнаружения углеводородов с использованием подводного аппарата, снабженного одним или несколькими измерительными компонентами. Способ включает в себя навигацию подводного аппарата в акватории; мониторинг водной массы измерительными компонентами, связанными с подводным аппаратом, для сбора данных измерений. При этом измерительные компоненты содержат масс-спектрометр и флуорометр для определения концентраций химических компонентов масс-спектрометром и флуорометром. Собранные данные из подводного аппарата используют для определения, присутствуют ли углеводороды, и определения местоположения их. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения присутствия или концентрации анализируемого вещества в пробе текучей среды, находящейся в контейнере, включает: (a) просвечивание контейнера вдоль первого участка, имеющего первую длину пути, для получения первого измерения интенсивности света, переданного вдоль первой длины пути, (b) определение того, что первое измерение оказалось за пределами заранее определенного динамического диапазона переданной интенсивности света, (c) перемещение пробы жидкости в указанном контейнере на другой участок с другой длиной пути, и (d) просвечивание указанного контейнера вдоль другого участка для получения другого измерения интенсивности света, переданного через другую длину пути. При этом по выбору повторяют шаги (с) и (d) в указанном контейнере, пока измерение интенсивности света не будет находиться в пределах заранее определенного динамического диапазона, определяя, таким образом, присутствие или концентрацию анализируемого вещества. Технический результат – повышение надежности распознавания анализируемого вещества. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 150 ил., 16 табл.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения отклонения длины оптического пути образца. Способ включает в себя облучение образца электромагнитным излучением при ряде волновых чисел, определение поглощения электромагнитной энергии в образце при ряде волновых чисел, определение первого волнового числа, связанного с первым уровнем поглощения полосы поглощения, и второго волнового числа, связанного со вторым уровнем поглощения полосы поглощения, определение разности между первым волновым числом и вторым волновым числом и определение отклонения длины оптического пути на основе полученной разности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается статического устройства для определения распределения интенсивности поля инфракрасной поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) вдоль ее трека. Устройство включает в себя источник монохроматического излучения, первый фокусирующий цилиндрический объектив, элемент преобразования излучения в ПЭВ, образец с направляющей волну плоской поверхностью, пересекающее трек ПЭВ плоское зеркало, размещенный над треком вне поля ПЭВ второй фокусирующий цилиндрический объектив, фотодетекторы, измерительные приборы и устройство обработки информации. Отражающая грань плоского зеркала образует с поверхностью образца тупой угол, причем обращенное к этой поверхности ребро плоского зеркала параллельно ей и удалено от нее на расстояние, превышающее глубину проникновения поля ПЭВ в окружающую среду. Верхняя точка отражающей грани зеркала в плоскости падения удалена от образца на расстояние h, определяемое соотношением: h≥x⋅tg(α), где x - расстояние от элемента преобразования до проекции верхней точки отражающей грани на трек, α - угол наклона максимума диаграммы направленности объемного излучения с трека ПЭВ. Технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум и повышении точности измерений. 1 ил.
Наверх