12

Московский государственный технический университет

им. Н.Э.Баумана

Кафедра “Оптико-электронные приборы научных исследований” (РЛ3)

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой РЛ3,

академик РАН В.И. Пустовойт

________________

«01» сентября 2009 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Оптические методы и приборы для научных исследований»

СПЕКТРОФОТОМЕТР

НА ОСНОВЕ

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ АКУСТООПТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

Автор: ______________проф. кафедры РЛ3 Пожар В.Э.,

Москва, 2009 г.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Цель работы

1. Ознакомиться с принципом работы и устройством спектрофотометра на основе перестраиваемых акустооптических фильтров.

2. Научиться работать с ним.

3. Освоить методы измерения оптических спектров.

4. Получить представление о методах анализа спектров

Содержание работы

1. Измерение спектров пропускания оптического излучения инфракрасного диапазона различных объектов: пластин, тонких пленок, слоев жидкости.

Выполнение работы

1. Подготовка к работе

   1. Ознакомиться с принципом работы спектрофотометра ИК-АОС.

   2. Ознакомиться с Руководством пользователя спектрофотометра ИК-АОС.

   3. Ознакомиться с Методическим обеспечением АОС.

2. Подготовка к измерениям

   1. Подготовить прибор к измерениям в соответствие с его Техническим описанием.

   2. Определить объект¹ измерения и подготовиться к измерению его коэффициента пропускания.

3. Выполнение измерений

   1. Выбрать режим измерения и параметры измерения спектра в соответствие с поставленной задачей.

   2. Произвести измерения спектральных характеристик объекта.

   3. Результаты сохранить на магнитном носителе.

4. Обработка результатов

   1. Используя любую программу² построить график спектра пропускания исследованного объекта³.

5. Анализ результатов

   1. Отметить на спектрах характерные точки и участки: экстремумы, линии и зоны поглощения и т.п.

   2. Дать интерпретацию особенностям, наблюдаемым в спектре.

Комплект оборудования

1. Спектрофотометр ИК-АОС.

2. Программа IR-AOS.

3. Объекты измерения

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цели работы.

3. Схемы измерения для каждого объекта.

4. Параметры измерения

5. Графики спектральных зависимостей.

6. Интерпретация графиков.

7. Выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип работы АО спектрометра?

2. Что измеряет спектрофотометр?

3. Как выбирается спектральный диапазон?

4. Как выбирается спектральное разрешение?

5. Как выбирается число точек в спектре?

6. Как выбирается число проходов по спектру?

7. Как выбирается режим измерения спектра?

8. Какова последовательность обработки спектра?

9. Какие спектральные характеристики необходимо измерить?

10. Каковы требования к объекту?

11. В каком виде сохранять спектр?

12. В каком виде представлять спектр?

13. В каком виде представлять результаты измерений?

Принцип работы спектрофотометра

1. Назначение прибора

1. Акустооптический спектрометр предназначен для измерений спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) оптического излучения видимого и ближнего ультрафиолетового диапазона.

2. Область применения: научные исследования, проводимые методами дифференциальной спектроскопии, спектроскопии переходных процессов и флуоресцентной спектроскопии.

3. Может использоваться как самостоятельный прибор для лабораторных исследований, а также встраиваться в контрольно-измерительные системы.

2. Особенности прибора

1. Быстрая произвольная спектральная адресация.

2. Устойчивость к толчкам, ударам, вибрации и возможность работы во внелабораторных условиях. Небольшие габариты, компактность оптической головки.

3. Высокая светосила.

4. Возможность изменения режима работы. Измерения в фоновом режиме. Программируемость.

3. Технические характеристики

4.1. Спектральный диапазон 2,1 – 4,4 мкм

4.2. Спектральное разрешение 9 см^-1 (10 нм на 3,39 мкм)

(7,5 нм на 2,2 мкм).

4.3. Точность привязки по длине волны ± 2,5 нм.

4.4. Количество спектральных точек во всем диапазоне 2000.

4.5. Радиочастотный дискрет 20 кГц

Дискрет (шаг) по спектру от 1,0 нм (2,0 мкм)

до 2,2 нм (3,6 мкм)

4.6. Геометрический фактор 12 мм  2

(произведение пространственной и угловой апертур)

4.7. Коэффициент передачи излучения

через акустооптическую ячейку 70%

4.8. Время прогрева не более 15 мин.

4.9. Условия эксплуатации:

1) Температура окружающей среды 20 ± 5°C,

2) Относительная влажность 30 - 80 %,

3) Атмосферное давление 100 ± 4 КПа (750 ± 30 мм рт.ст),

4) Питание 220 ± 20 В, 50 ± 1 Гц

4.10. Энергопотребление спектрометра (без монитора) 25 Вт.

4.11. Тип фотоприемника ФУО-614.

4.12. Время интегрирования сигнала 64 мс

4.13. Время перестройки акустооптической ячейки 10 мкс

4.14. Габариты:

блок управления 24,51221,5 см³ 3 кг

фотоголовка 36´14´6 см³ 2 кг

объектив Æ2,8 см ´ 7 см 0,2 кг