Устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции

 

(««) 480002

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М. Кл. С 01п 21/52 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.73 (21) 1934072, 26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень K 29

Дата опубликования описания 27.04.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 535.37(088.8) (72) Авторы изобретения

3. J1. Моргенштерн и В. Б. Неуструев

Ордена Ленина физический институт имени П. Н. Лебедева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КВАНТОВОГО

ВЫХОДА ПРИ РЕЗОНАНСНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Изобретение относится к измерительной технике. Оно может быть использовано для контроля качества материалов, используемых в оптических квантовых генераторах, а также при научных и светотехнических измерениях.

Известно устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции рубина, содержащее источник света, фотометрическую сферу с входным и выходным отверстиями, совпадающими с оптической осью, рассеивающий экран и фотоприемник.

В известном устройстве неудовлетворительная механическая прочность экрана, покрытого MgO, и непостоянство коэффициента диффузного отражения в области резонансного перехода не обеспечивают высокую точность и надежность измерений.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений и снижение трудоемкости измерений.

Цель достигается тем, что экран выполнен в виде оптико-механического узла, состоящего из оптически прозрачного рассеивателя света (в виде пластинки, поворотной призмы или плосковогнутой линзы) и собственно экрана (алюминиевая пластинка, матированная или покрытая MgO или светотехнической эмалью), установленных на расстоянии l =

= (3 —:5) d, где d — диаметр экрана, превышающий на 10 — 50 /о размер исследуемого образца в сечении, перпендикулярном оптической оси.

На фиг. 1 показана схема предложенного устройства, содержащего источник света 1, входное 2 и выходное 3 окна, фотометрическую сферу 4, внутри которой размещены образец 5 и оптико-механический узел 6, и фо10 топриемник 7.

На фиг. 2 схематически представлена конструкция оптико-механического узла, содержащего рассеиватель 8 и экран 9.

15 Устройство работает следующим образом.

От источника 1 коллимированный пучок монохроматического света направляется через отверстие 2 на исследуемый образец 5 (например, кристалл рубина). Пучок света, 20 отраженный от образца, попадает на поверхность фотометрической сферы 4, а пучок, прошедший через образец, выходит через отверстие 3 и падает на фотоприемник 7. За образцом 5 расположен оптико-механический

25 узел 6, имеющий два фиксированных рабочих положения; вне пучка и в пучке прошедшего через образец света. Этот узел выполняет две функции: во-первых, он рассеивает прошедший через образец свет на стенки сферы 4 и, 30 во-вторых, предотвращает непосредственную

480002

d

1 1

/ засветку фотоприемника 7 прошедшим через образец светом и светом люминесценции.

Снятие характеристик осуществляется по следующей схеме: при выведенном из пучка оптико-механическом узле осуществляется сканирование по спектру вблизи частоты резонансного перехода и регистрируется спектр пропускания, из которого определяется величина а. При введении оптико-механического узла в пучок также производится сканирование в той же спектральной области, и из полученной спектрограммы определяется величина о„. Величина квантового выхода определяется по формуле

5 f,{ (1 -+ (1 — r) ) +- p (I — r) j X (1 — r) (I — «(1 — 2) Х

X { (1 — 2) ; р + r (1 + (1 + r) ;ï))

-)

7

y .„ — (1 — «) „) где 5д/S, — отношение чувствительности фотоприемника к возбуждающему потоку и потоку люминесценции; r — коэффициент зеркального отражения образца в области резонансного перехода; р — эффективный коэффициент диффузного отражения оптико-механического узла.

Использование оптически прозрачного материала рассеивателя 8 в оптико-механическом узле позволяет избежать потерь света на поглощение и достичь эффективного коэффициента диффузного отражения р)О,95, даже при уменьшении отражательной способности экрана 9 на 30%.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения квантового выхода при резонансном возбуждении люминесценции, содержащее фотометрическую сферу с диаметрально противоположными входным и выходным отверстиями, совпадающими с оптической осью, и экран, установленный за исследуемым образцом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, экран выполнен в виде оптико-механического узла, состоящего из оптически прозрачного рассеивателя света и собственно экрана, установленных на расстоянии 1= (3 †: 5) д, где d — диаметр экрана, превышающий на 10 — 50% наибольший габаритный размер образца в сечении, перпендикулярном оптической оси.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассеиватель выполнен, например, в виде прямоугольной кварцевой призмы со шлифованной передней по ходу пучка гранью.

3. Устройство по пп. 1 и 2, от лич а ющеес sr тем, что экран выполнен в виде металлической пластинки с отражающим покрытием, имеющим коэффициент диффузного отражения не ниже 0,7.

480002

ШлиаОбаииая ч обем ность

ФО3, g

Редактор T. Орловская

Заказ 744! 1 Изд. № 42 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2

Составитель Ю. Воронов

Техред Т. Курилко

Отражавщ ес полржиюе

Корректоры: А. Дзесова и 3. Тарасова