1 / 21

Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna

próbka. detektor. źródło – lampa spektr. spektroskop/ monochromator. klasyczna metodyka:. T. I 0. np. widmo Fraunhoffera. ħ . . . . Pomiar  wymaga przezroczystego ośrodka !. . . Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna.

kalei
Download Presentation

Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. próbka detektor źródło – lampa spektr. spektroskop/ monochromator klasyczna metodyka: T I0 np. widmo Fraunhoffera ħ    Pomiar wymaga przezroczystego ośrodka !   Spektroskopia transmisyjna/absorcyjna • ogranicz. zdolność rozdzielcza (szerokość instr.) • ogranicz. czułość (droga optyczna) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  2. próbka detektor oddziaływania nieliniowe: lampa spektr. spektroskop/ monochromator próbka laser przestraj. detektor T T   0  • kolimacja wiązki świetlnej  zwiększ. czułości (drogi opt.)  1. Udoskonalenie klasycznych metod dzięki kolimacji i monochromatyczności wiązek laserowych Lasery w spektroskopii (klasycznej liniowej) • monochromatyczność  zwiększ. zdolności rozdz. (instr doppler) 2. Inne zalety wiązek laserowych  nieliniowa spektroskopia laserowa Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  3. transformacja materiałów Laserowa obróbka, • Pole EM związane z promieniowaniem lasera może modyfikować • a) str. energetyczną materiałów – własności fiz-chem. • b) selektywnie inicjować reakcje chemiczne 2. Termiczne działanie wiązki laserowej na materiały (musi być absorbowana) • Fotoablacja – rozrywanie wiązań molekularnych (dysocjacja, defragmentacja) 4. Laser-Plasma Deposition (nanoszenie materiałów za pomocą plazmy laserowej) (dwie wiązki lasera excymerowego generują strumienie plazmowe różnych substancji, które się osadzają na płytce substratu w odpowiednich proporcjach) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  4. Natęż. św. rozprosz. exc scatt Natęż. św. rozprosz. exc scatt D1 D2 Badania rozpraszania światła Rodzaje rozpraszania • Rezonansowe – światło rezonansowo oddziałuje z określonym przejściem w atomach/cząsteczkach – absorpcja/reemisja  światła rozpraszanego =  św. reemitowanego – możliwy pomiar str. widmowej – str. energetycznej rozpraszanie elastyczne scatt=exc gdy bogatsza str. poziomów – bogatsze widma rozpraszanie Ramana scatt=excDi umożliwia pomiar rozszczepień Di D1 D2 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  5. 2 1 E=h(1-2) Z laserowym wzbudzeniem - rozpraszanie wymuszone SRS (Stimulated Raman Scattering) 2. Rozpraszanie nierezonansowe (oscylujący dipol) • małe cząstki (objętość  ) – rozprasz. Rayleigha – elastyczne  kolor nieba i zachodzącego słońca • duże cząstki – rozpraszanie Mie [Gustaw Mie] – zależne od rozmiarów cząstek, słabiej zależy od  - kolor chmur Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  6. natęż. światła rozproszonego średnica cząstek w rozpraszaniu Rola interferencji i dyfrakcji • w rozpraszaniu Mie, interferują przyczynki światła rozprosz. • przez różne części cząstki i dają zależność od rozmiaru cząstek Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  7. kąt minimum pierścieni przy dyfrakcji na okrągłych (sferycznych) obiektach o średnicy d: w rozpraszaniu na wielu małych cząstkach istotna dyfrakcja na indywidualnych cząstkach Przykład - badania aerozoli  Analiza obrazów dyfr. = ważna metoda pomiaru rozmiarów obiektów i struktur Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  8. Elastometria analizator polaryzator przezroczysty przedmiot z naprężeniami obraz naprężeń • defektoskopia • badanie naprężeń, sprawdzanie modeli konstrukcji Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  9.  zastos. do interferometrii Koherencja światła lasera laser speckle(„cętki” laserowe) - wynik interferencji światła rozproszonego Interferometria plamkowa  nieniszcząca metoda badania powierzchni Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  10. Przykłady zastosowań interferometriilaserspeckle wizualizacja uszkodzeń i ruchu obiektów i powierzchni Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  11. Prążki mory(moire pattern) mechanizm powstawania – interferencja fal świetlnych Zastosowania - np. ochrona zabytków: Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  12. szkło BK-7 szkło kwarcowe szafir CaF2 Materiały fotoniczne 1. Materiały na standardowe elementy optyczne (soczewki, pryzmaty, okienka)  ważna transmisja/absorpcja i dyspersja Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  13. 1) efekt Faraday’a podłużne pole magnet. B L V = stała Verdeta P A 2) efekt Kerra poprzeczne pole elektr. E P A L K = stała Kerra Modulatory światła: 2. Materiały do manipulacji wiązkami świetlnymi wymuszona dwójłomność – efekty magneto- i elektro-optyczne Np. modulatory natężenia (AM) – substancja dwójłomna między skrzyż. polaryzatorami • gdy poprzeczne pole B • ef. Voigta (B2) • (Cottona-Moutona) gdy podłużne pole E - ef. Pockelsa (E) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  14. – najczęściej elektro-optyczne (EOM) (materiał dwójłomny bez polaryzatorów) Modulatory częstości (FM) i fazy Ważne modulatory akusto-optyczne (AOM) wykorzystujące efekt elastooptyczny (ciśnieniowa modyfikacja n ) Piezoceramiczny nadajnik ultradźwiękowy (PZT) wytwarza w krysztale falę zagęszczeń n (o częstości ), na której następuje ugięcie wiązki świetlnej. Ponadto ugięta wiązka ma częstość zmienioną o częstość fali zagęszczeń:   generator akust.  wiązka o częstości  PZT wiązka ugięta o częstości - lub +  • modulatory akusto-optyczne umożliwiają: • szybkie kierowanie wiązki laserowej w zadanym kierunku • modulowanie częstości wiązki świetlnej   Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  15. oddziaływania nieliniowe: Optyczne materiały nieliniowe n i  są też nieliniowymi funkcjami natężenia światła Podstawowe optyczne zjawiska nieliniowe 1. Generacja drugiej harmonicznej 2. Samoogniskowanie i deogniskowanie światła gdy n2>0, ośrodek nieliniowy działa jak soczewka skupiająca, gdy n2<0, ośrodek nieliniowy działa jak soczewka rozpraszająca, Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  16. Pomiary nieliniowości optycznej • metoda Z-scan n2 > 0 n2 < 0 w zależności od znaku n2, nieliniowa próbka poddana jest samoogniskowaniu lub samo-deogniskowaniu i w zależności od swego położenia wzgl. ogniska wiązki laserowej, wywołuje charakterystyczne zmiany rejestrowanego natężenia światła Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  17. Kryształy fotoniczne = materiały z periodycznymi niejednorodnościami współczynnika załamania charakteryzują się „fotoniczną przerwą energetyczną” – obszarem „zabronionych” częstotliwości fal świetlnych Kryształy fotoniczne pozwalają na propagację dozwolonych modów promieniowania z b. małymi stratami i zmianę kierunku propagacji pod b. ostrymi kątami (co jest niemożliwe w standardowych światłowodach) Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  18. (a) (b) Przykładowe konstrukcje: (c) dozwolone (a) i zabronione (b i c) mody promieniowania w światłowodzie fotonicznym Światłowody fotoniczne • bardzo małe tłumienie, • bardzo silne nieliniowości Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  19.  Metamateriały, left-handed materials jonosfera Re(n) = 0 RHM (right-handed materials) n > 0 seignetto-magnetyki LHM n < 0 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  20.  <0, n urojone  <0, n <0 Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

  21. Wojciech Gawlik - Opt.Met.Badania Materiałów 3 - 2007/08

More Related