激光光谱技术简介.ppt

1,激光光谱技术简介,课件地址：,2,光谱技术,一、什么是光谱？ 光谱就是光的强度按其波长（或频率）依次排列。 用函数表示：I=I(入),3,光谱,4,光谱,5,光谱,6,光谱,7,光谱技术分类,以光与物质相互作用的形式来划分： 1. 发射光谱 2. 吸收光谱,以测量技术的形式来划分： 1. 直接测量 2. 间接测量,8,光谱学分支,荧光光谱学 红外光谱学 傅里叶光谱学 光声光热光谱学 共振电离光谱学 喇曼光谱学 饱和吸收光谱学 ,9,光谱技术应用,光通信 光纤复用技术,主干光纤,分光器,10,光谱技术应用,原子分子的能级结构,11,光谱技术应用,激光同位素分离技术 氢原子能级：,12,光谱技术应用,激光分离同位素铀U,电离,E,原子源,原子束,收集电场,激光,13,光谱技术应用,材料分析,14,翡翠手镯 a jadeite bangle,带绿翡翠。内径52mm，厚为6mm RMB：6,000-10,000,15,翡翠的红外光谱的特征谱,2950cm-1 左右双峰或宽吸收峰 表明存在有机物,16,萤石的结构 与 XRD Pattern,萤石 晶体化学结构式CaF2 空间群：Fm3m a=5.462 Z=4,（100）投影,111 d=3.153,220 d=1.931,311 d=1.647,倒易格子,17,光谱学的基础知识,二能级系统的量子化模型 经典振子模型 线宽与线型,18,二能级系统的量子化模型,19,爱因斯坦系数,20,比厄定律,21,经典振子模型,将发光原子看作一振荡的电偶极子：,22,消光系数和折射率,23,消光系数和折射率,vg = c / ng ， ng = n +(dn/d),24,线性吸收和非线性吸收,25,谱线的线型和线宽,26,自然线宽,线宽：谱线的半高度全宽！,27,自然线宽,0,28,多普勒展宽,29,波长测量,棱镜分光计 光栅分光计 标准具 波长计 傅里叶光谱仪,30,棱镜分光计,31,棱镜分光计,32,光栅光谱仪,33,光栅光谱仪,34,标准具(F-P干涉仪),35,标准具(F-P干涉仪),36,37,波长的标定,38,波长的标定,39,傅里叶光谱仪,40,41,光电探测技术,特点： 光谱范围宽 测量精度高 测定速度快,内容： 光电探测器（传感器，探头） 信号处理器,42,光电探测器,光电探测器的功能： 光信号 电信号,光电探测器分类： 1. 热敏探测器 2. 光敏探测器,光电探测器的主要参数： 1. 灵敏度 2. 动态范围 3. 响应时间 4. 光谱响应范围,43,热敏探测器,44,热敏探测器,45,光谱响应范围,光敏探测器,46,光电倍增管PMT,47,光电二极管PD,48,PSD(位置灵敏),PSD是一种连续的模拟式光斑位置检测器件,其原理是利用光照情况下光电二极管表面阻抗的变化来检测光斑的位置。和CCD等非连续(分割式)探测器相比,PSD的位置分辨率较高。,49,CCD或CMOS,50,信号处理器,光子计数器 锁相放大器 积分平均器,51, 双九位计数器 三个扫描鉴别器 200MHz 计数率 5ns 脉冲对分辨率 门控和连续计数方式 内置鉴别器 门和鉴别器输出 GPIB 和RS232 接口,52,数字锁相放大器SR830（双）,53,Boxcar门积分平均器,最短采样门宽2ns(SR250) / 100ps(SR255) 应用：在重复的脉冲信号情况下，用于时间分辩的信号探测以及低信噪比脉冲信号的还原,54,一般光谱测量,Sample,Detector 4,Detector 1,Detector 1: 光电探测器 Detector 2：光子探测器 Detector 3：电子探测器 Detector 4：声探测器 Detector 5：电流探测器,Detector 3,Detector 5,Detector 2,A,55,激发与消激发,56,激