Подборка образцов лаб (all)

Посмотреть архив целиком

5


Отчет по лабораторной работе № 1

МЭИ

ФМАЭК

Отчет по лабораторной работе № 1 :


СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИ: ИССЛЕДОВАНИЯ

МОНОКРИСТАЛЛОВ Y3Al5012:Nd3+, YAI03:Nd3+

СНЯТИЕ СПЕКТРОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ПРИ 7=300 К и 7=77 К






2006 г.

Выполнил: Кузнецов И. В.

Группа : Эл-15-02

Проверил: Антонов В. А.

Дата сдачи: ______________




Цель работы

Ознакомление со спектральной техникой, регистрация спектров люминесценции монокристаллов в пределах спек­трального дианазаона от 0,3 до 1,2 мкм при температурах 7=300 К п 7=77 К. Анализ спектров люминесценции, по­строение диаграммы энергетических уровней иона Nd3+ в матрицах Y3A!5012 и YA103.


Описание (лабораторной установки

Блок-схема лабораторной 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 /, 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 заркалом 8 излучение люминесценции исследуемого



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


монокристалла и отраженное от него излучение лампы проецируется на входную щель спектрального при­бора 7.

Рнс 1 2 Оптическая схема спектрометра ДФС-12



Оптическая схема спектрометра показана на ^ рис. 1.2. Входная щель / прибора расположена в фокальной плоско­сти зеркального параболического объектива, свет на который направляется от щели плоским поворотным зеркалом 2. Не ред 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 //.

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.

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 ФЭУ-79 (для диапазона 360—600 .им), либо ФЭУ-61 (для 'диапазона длин воли 600 —1200 им), либо фотосопротпвлепие Р —в диа­пазоне 1200—2600 им. Питание ФЭУ (фотоэлектронных ум­ножителей) осуществляется от стабилизированного высоко­вольтного выпрямителя ВС-22, а (Ьотоеопротпвлепия — от универсального источника питания УИП-2.

С блока регистрации сигнал полается па узконолосиый 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 узкополосцым усилителем В6-4

Полезный сигнал с усилителя У2-6 и опорный с усилите­ля В6-4 подаются на синхронный детектор К.3-2. В послед­нем происходит демодуляция и интегрирование полезного сигнала, на выходе синхронного детектора включен самопи­сец КСП-4.

(Использование принципа синхронного детектирования даед- 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.



Таблица энергий перезодов для Т =77 К

N

λ, нм

Е , см-1


1

869

11507,47986


2

875

11428,57143


3

879

11376,56428


4

884

11312,21719


5

885

11299,43503


6

891

11223,34456


7

893

11198,20829


8

899

11123,47052




Разностные диагональные таблицы (в порядке убывания)













Х

11507,48

11428,57143

11376,56

11312,22

11299,44

11223,34

11198,21

11123,47

11507,48

0

78,90843334

130,9156

195,2627

208,0448

284,1353

309,2716

384,0093

11428,57

-

0

52,00715

116,3542

129,1364

205,2269

230,3631

305,1009

11376,56

-

-

0

64,34708

77,12925

153,2197

178,356

253,0938

11312,22

-

-

-

0

12,78217

88,87264

114,0089

188,7467

11299,44

-

-

-

-

0

76,09047

101,2267

175,9645

11223,34

-

-

-

-

-

0

25,13627

99,87403

11198,21

-

-

-

-

-

-

0

74,73776

11123,47

-

-

-

-

-

-

-

0






ЛИТЕРАТУРА

Т. Каминский А. А. «Лазерные кристаллы». М.: Наука, 1975. С. 16— 31; 188—215.

2. Рябцев Г. Г. «Материалы квантовой электроники». М.: Сов. радио, 1972. С. 7—19, il22-430.

3. Е. Ф. Кустов, П. А. Арсеньев. «Элементы квантовой электроники». 4.1. ИОс; 4.2. 150с. М.: Моск. энерт. нн-т, 4972.

4. Зайдель А. 'И., Островская Г. В., Островский 10. И. «Техника и практика спектромепрли». М.: Паука, 1976. С. GG—'123, 333—\360.

5. Справочник по лазерам/Под редакцией А. М. Прохорова, М.: Сов. радио, 1978. Т. 1. С. 259-325; Т. 2. С. 8—11.














Случайные файлы

Файл
20814-1.rtf
73778.rtf
20408.rtf
154818.rtf
160654.rtf