Рыба Аньки Гончаровой (Подборка образцов лаб)

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИЭТ

ФЭМАЭК

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

МОНОКРИСТАЛЛОВ Y₃Al₅0₁₂:Nd³+, YAIO₃:Nd³+.

СНЯТИЕ СПЕКТРОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Выполнила студентка

группы ЭЛ-15-02

Гончарова А.С.

Проверил:

Антонов В.А.

Москва 2006г.

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ Y₃Al₅0₁₂:Nd³+, YAIO₃:Nd³+. СНЯТИЕ СПЕКТРОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Задание.

Ознакомиться со спектральной техникой регистрации спектров люминесценции и поглощения монокристаллов. Построить энергетическую диаграмму примесного центра иона неодима на основе комбинационного принципа.

Описание установки.

Блок-схема установки для снятия спектров люминесценции приведена на рис. 1.1. Основой системы яв­ляется спектрометр ДФС-12 с дифракционной решеткой с 600 штрихов/мм, обеспечивающей линейную дисперсию в спектральной области 360-1300 нм — 5 А/мм, на схеме он обозначен цифрой 7. В качестве источника возбуждения лю­минесценции используется лампа типа ДКСШ-500, которая располагается так, чтобы излучение лампы возбуждения, имеющей линейчатый спектр, не попадало в щель спектраль­ного прибора. Излучение источника 1, питающегося от бло­ка питания источника (по схеме — БПИ) с помощью кон­денсатора 2 проектируется на кристалл 4, который распола­гается в криостате 3. С помощью фильтра 5 из спектра из­лучения источника «вырезается» участок, несущий основную часть энергии источника и находящийся в синей, фиолето­вой и ультрафиолетовой областях спектра. Конденсатором 6 и поворотным зеркалом 8 излучение люминесценции исследуемого монокристалла и отраженное от него излучение лампы проецируется на входную щель спектрального при­бора 7.

Рнс. 1.1. Блок-схема установки для снятия спектров люминесценции

Порядок снятия спектров. Описание последовательности действий экспериментатора.

Оптическая схема спектрометра показана на рис.1.2. Входная щель 1 прибора расположена в фокальной плоско­сти зеркального параболического объектива, свет на который направляется от щели плоским поворотным зеркалом 2. Перед входной щелью прибора помещается красный фильтр, отсекающий проходящую составляющую источника излучения и пропускающий излучение люминесценции кристалла в красном участке спектра. Объектив 3, представляющий со­бой параболическое зеркало, направляет параллельный пу­чок на дифракционную решетку 4. Диспергированный свет собирается объективом 5, в фокальной плоскости которого помещается средняя щель 6. Монохроматический свет, прой­дя среднюю щель, направляется объективом 9 и поворотным зеркалом 10 на выходную щель 11.

Обе дифракционные решетки 4 и 8 установлены на одном столе и одновременно поворачиваются вокруг верти­кальной оси от синхронного электродвигателя. Привод яв­ляется реверсивным. Включение поворота решетки и реверса осуществляется тумблерами на передней панели спектромет­ра ДФС-12. Там же со шкалы барабана осуществляется счи­тывание длин волн светового потока на выходной щели 11 спектрометр. Стрелкой на оптической схеме указана опти­ческая ось прибора. Из выходной щели выходит только тот узкий участок спектра, который проходит через прибор по его оптической оси.

Рнс 1 2 Оптическая схема спектрометра ДФС-12

Пройдя выходную щель, световой поток попадает в регистрационный блок, где световой поток преобразуется в электрический сигнал, интенсивность которого пропорциональна интенсивности падающего па него светового потока. В за­висимости от диапазона длин волн, в котором происходит запись спектра люминесценции, используются либо (для диапазона 360—600 нм), либо ФЭУ-GI (для 'диапазона длин воли 600 —1200 нм), либо фотосопротивление Р — в диа­пазоне 1200—2600 нм. Питание ФЭУ (фотоэлектронных умножителей) осуществляется от стабилизированного высоковольтного выпрямителя ВС-22, а фотосопротивления — от универсального источника питания УИП-2.

С блока регистрации сигнал подается на узкополосныи резонансный усилитель У2-6. Электрический сигнал усиливается по принципу синхронного детектирования. Для осу­ществления этого принципа используется механический модулятор света, который формирует люминесцентное излучение монокристалла, попадающее в спектрометр, в перемен­ный световой сигнал. Этот же модулятор формирует опорный переменный сигнал, усиливаемый далее узкополосным усилителем В6-4.

Полезный сигнал с усилителя У2-6 и опорный с усилите­ля В6-4 подаются на синхронный детектор К3-2. В послед­нем происходит демодуляция и интегрирование полезного сигнала, на выходе синхронного детектора включен самопи­сец КСП-4.

Использование принципа синхронного детектирования дает возможность отсеивать шумы и помехи по частоте и по фазе, что в конечном итоге позволяет записывать полез­ные сигналы ниже уровня шумов фотоприемников.

Для снятия спектров люминесценции монокристаллов при низких температурах образец помещается в сосуд Дьюара с оптическими входом и выходом.

Спектры люминесценции и поглощения с пронумерованными пиками.

Таблицы энергий переходов.

Разностные диагональные таблицы.

Схема энергетических уровней

Выводы: