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»

СПЕКТРОРАДИОМЕТР

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 спектрометра 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 оптического излучения видимого и ультрафиолетового диапазона от различных источников: светодиодов, лазеров, осветительных ламп, дневного неба.

Выполнение работы

1. Подготовка к работе

   1. Ознакомиться с принцип работы спектрорадиометра УФ-В-АОС.

   2. Ознакомиться с Руководством пользователя спектрометра УФ-В-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 его измерению

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 диске.

4. Обработка результатов

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

5. Анализ результатов

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

   2. Дать интерпретацию особенностям, наблюдаемым в спектре.

Комплект оборудования

1. Спектрорадиометр на основе АО фильтров УФ-В-АОС.

2. Программа UV-Vis-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 спектрорадиометр?

3. Как выбирается спектральный диапазон?

4. Как выбирается спектральное разрешение?

5. Как выбирается число точек в спектре?

6. Как выбирается число пробегов по спектру?

7. Как выбирается режим измерения спектра?

8. Какова последовательность обработки спектра?

9. Какие спектральные характеристики необходимо измерить?

10. Как навести и отъюстировать спектрометр на объект?

11. В каком виде сохранять спектр?

12. В каком виде представлять спектр?

13. В каком виде представлять результаты измерений?

Принцип работы спектрорадиометра

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 255 - 780 нм

4.2. Спектральное разрешение 14 см^-1 (0.15 нм на 325 нм)

(0.66 нм на 640 нм).

4.3. Точность привязки по длине волны ± 0.2 нм.

4.4. Количество спектральных точек во всем диапазоне 8000.

Количество спектральных точек в одном спектре до 2000

4.5. Радиочастотный дискрет 10 кГц

Дискрет (шаг) по спектру от 0,05 нм (420 нм)

до 0,13 нм (640 нм)

4.6. Геометрический фактор 6 мм ´ 3°

(произведение пространственной и угловой апертур)

4.7. Коэффициент передачи излучения

через акустооптическую ячейку 70%

4.8. Время прогрева не более 15 мин.

4.9. Частота синхронизации от внешнего источника 6 100 Гц.

4.10. Условия эксплуатации:

1) Температура окружающей среды 20,0 ± 10,0°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

4.11. Энергопотребление спектрометра (без монитора) 50 Вт.

4.12. Тип фотоприемника ФЭУ «Hamamatzu R-4632».

4.13. Напряжение питания фотоприемника 400 –1100 В.

4.14. Диапазон абсолютной калибровки чувствительности 340-780 нм.

4.15. Время интегрирования сигнала 20 мс

4.16. Время перестройки акустооптической ячейки 20 мкс

4.17. Габариты:

блок управления 41´18´34 см 6 кг

фотоголовка 24,5´14,5´5 см 2 кг

объектив Æ2,7 см ´ 6,5см 0,2 кг