WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 || 20 | 21 |   ...   | 64 |

Приборы и методы контроля и мониторинга воздействия автотранспорта на атмосферный воздух северных городов

-- [ Страница 19 ] --

Лазер на основе ПММА содержит когерентный источник накачки. Методы накачки твердотельных лазеров на красителях до настоящего времени ограничивались когерентной накачкой и поисками активной среды для лазера с ламповой накачкой. Известны оригинальные исследования по внедрению в ПММА целого ряда органических красителей;

при этом удалось улучшить оптические характеристики, в частности, было достигнуто значение лучевой прочности, сравнимое с лучевой прочностью оптических стекол.

Неактивированная матрица выдерживала 104 вспышек при плотности энергии 0,2-0,5 Дж см–2. Активированная родамином 6Ж матрица из модифицированного ПММА обеспечила получение технического к.п.д. генерации в пределах 22-24% при плотности накачки 0,7-1, Дж см–2. В модифицированный ПММА были внедрены представители ксантеновых, оксазиновых и кумариновых красителей. Исключение составлял родамин незамещенный (родамин 110), внедрение которого до настоящего времени вызывало известные трудности.

При всей привлекательности лазерный материал на основе модифицированного ПММА обладает некоторыми недостатками, среди которых необходимо выделить следующие:

1) низкую теплопроводность (т = 0,18 ВтК–1М–1) по сравнению с теплопроводностью оптических стекол (т = 1,0 Вт К–1М–1);

2) недостаточно высокое значение твердости (по Бренелю 130 Мпа), затрудняющее механическую обработку лазерных элементов с позиции требований получения оптических поверхностей;

3) способность интенсивно поглощать излучение в ближайшей УФ-области (коэффициент пропускания в диапазоне длин волн 210-340 нм при толщине образца l = 4 мм не превышает 5%), что вызывает принципиальные трудности при попытках накачки лазерных элементов от короткоимпульсных ксеноновых ламп и от азотного лазера (ген 4) высокую населенность долгоживущих триплетных уровней при стимулированной накачке, которая устраняется в жидкой активной среде (эталонный раствор красителя) за счет прокачки;

5) сравнительно низкую фотостойкость и ресурс, что вызывает необходимость для их увеличения сканировать при накачке пучком света по поверхности лазерного элемента.

Следует также указать, что в процессе полимеризации ПММА часть красителя разрушается, что связано, по всей вероятности, с прохождением химических реакций, обусловленных нагреванием матрицы. И, наконец, невысокая теплостойкость матрицы из ПММА (температура размягчения = 70°С) требует обеспечения особых температурных режимов при высоких уровнях накачки и при эксплуатации лазеров на ее основе в условиях повышенных температур. [42,48-51,68,70-73,79-81,94,97,106,108,109,110,134,136].

Несмотря на это, интерес исследователей к матрице из ПММА не ослабевает. В последнее время появились работы, в которых авторам удалось устранить некоторых недостатки. Так, С. Челдрак и Г. Ванг, заявитель - фирма Hugles Aircraft Company (США), предложили полимерную матрицу, активированную лазерными красителями, генерирующими в диапазоне длин волн, больших, чем 620 нм. В качестве матрицы был использован полиметилметакрилат, активация которого красителями осуществлялась способом селективной модификации концентрации красителя в полимерной матрице.

Предлагаемый способ внедрения заключался в диффузии молекул красителя из раствора в полимерную матрицу. Предварительно полимеризованная полимерная матрица, например, акриловая пластмасса, такая, как полиметилметакрилат, погружалась в раствор лазерного органического красителя. Раствор красителя приготавливался при температуре окружающей среды путем растворения красителя в соответствующем растворителе. В зависимости от толщины образца и выбранного красителя концентрация красителя в растворе составляла 510–5 – 310–3 моль/литр. В качестве растворителя выбирали слабополярные растворители этанол и метанол. Во время процесса рН поддерживался постоянным при таком значении, при котором краситель не разрушался. Неоднородный профиль распределения красителя достигался путем изменения сечения, в котором имела место диффузия, изменением толщины образца, концентрации, температуры и продолжительностью цикла обработки.

Таким образом, авторы внедрили крезилфиолет (диапазон генерации 635-655 нм); краситель с углеродными связями из семейства карбозинов (диапазон генерации 670 нм) и ряд других красителей. Предложенный способ позволил внедрить указанные красители без ухудшения спектральных характеристик и эффективности генерации, при этом «профилирование»

концентрации красителя оказалось весьма удобным при использовании поперечной схемы накачки. [105,108,109,134,136,145] Известны исследования по разработке лазера на основе активированного красителями ПММА. Активный элемент изготавливался в форме диска большого светового диаметра (30 мм) и размещался в оптическом резонаторе в виде вращающейся системы, накачка которого осуществлялась АИГ:Nd3+ лазером с удвоением частоты и обеспечивала достаточную эффективность генерации.

исследования возможностей внедрения лазерных красителей в другие типы полимерных материалов. Обусловлен такой интерес, прежде всего тем, что твердотельные лазерные элементы на основе полимерных матриц обладают целым рядом несомненных достоинств.

Твердотельные лазерные элементы, как правило, превосходят жидкости по своим термооптическим свойствам, характеризуются низким значением массопереноса при облучении светом накачки, обеспечивают постоянную концентрацию генерирующих центров и взрывобезопасность в виду невозможности испарения растворителя.





Последнее преимущество особенно важно в случаях использования перестраиваемых лазеров в замкнутых объемах, в которых применение горючих и испаряющихся растворителей исключено в силу жестких требований обеспечения взрывобезопасности.

полимерных материалов с целью использования их в перестраиваемых лазерах. Вызывают известный интерес результаты исследований по использованию в качестве матрицы представителя нового класса полимерных термореактивных материалов полиуретана.

Однако проблема обеспечения сшивки полимерных цепей при минимальном воздействии на молекулы красителя, с целью исключения его фотодеградации в процессе отверждения, является принципиальной и до сих пор в полной мере не решена.

Известные недостатки полимерных матриц привели к разработке новых подходов к проблеме создания твердотельных активных сред. В этой работе активные элементы характеристикам пористое стекло превосходит все твердые органические среды, которые используются в качестве матриц активных элементов. Пористые стекла активируются органическими красителями путем диффузии их из раствора и являются по своей структуре диффузно рассеивающей средой в силу наличия пор, заполненных раствором красителей.

Плотность пор неоднородно распределена по объему, что обуславливает неоднородное распределение по объему красителя и, естественно, характеризуется нерегулярностью оптических характеристик. [105,108,109,134,136,145] Ширина спектра генерации лазера с элементами на основе пористого стекла, например, для родамина 6Ж, составляла 0,2-0,5 нм, а радиус характеризовался заметной нестабильностью и колебался в пределах 103 – 106 вспышек при плотности мощности света в максимуме импульса накачки 6.0 МВт см –2. Длительность импульса накачки составляла 15 нс.

Известны также исследования, проводимые в ЛИТМО, в которых красители внедряли в боратные стекла. Значительные успехи были достигнуты сотрудниками СевероЗападного политехнического института при разработке твердотельных полимерных активных сред на красителях на эпоксиолигомерной и кремнийорганической матрице.

Значительное повышение оптических характеристик данных активных сред было кремнийорганической матрице. [105,108,109,134,136,145] Для выбора фотодетектора основными характеристиками служат спектральная характеристика, квантовый выход, частичная характеристика, усиление по току и темновой ток. Большую роль могут играть габариты, устойчивость к разнообразным воздействиям и стоимость. [42,48-51,68,70-73,79-81,94,97,106,108,109,110,134,136].

Во многих случаях при выборе фотодетектора руководствуются длиной волны сигнала, который необходимо обнаружить. Для длин волн от 200 нм до 1 мкм обычно предпочтительны фотоумножители благодаря их высокому коэффициенту усиления и малому шуму. В общем, работа фотоумножителя определяется: спектральной характеристикой его фотокатода; характеристикой темнового тока фотокатода; усилением диодной цепи; эффектами временной дисперсии электронов, проходящих по диодной цепи;

временем пролета электронов между последним динодом и анодом.

Поскольку фотоумножители являются источниками тока, наблюдаемый сигнал органичен при высоких частотах напряжением, передаваемым через полное сопротивление кабеля (zo 1000 Ом).

В ФЗУ с высоким коэффициентом усиления при детектировании слабых световых сигналов можно достичь почти идеальной квантовой чувствительности.

Большой выбор материалов для фотокатодов дает возможность получить широкий набор спектральных характеристик.

вторичноэлектронным эмиттерным покрытием на внутренних стенках. Если к такой трубке приложено напряжение и в нее попадает электрон (из фотокатода), то можно получить 10 7кратное усиление по току. Небольшой размер, быстрое срабатывание, высокий коэффициент усиления и малый шум делают эти умножители перспективными для регистрации одиночных фотонов. Появляются новые возможности для их применения в фотодетекторных матрицах. Промышленность выпускает пластинки, включающие десятки тысяч таких микроканалов.

В общем, детекторы инфракрасного излучения можно разделить на два класса:

фотодетекторы и детекторы теплового излучения. Наиболее чувствительными детекторами инфракрасного излучения являются полупроводники, в которых падающее излучение в результате квантового взаимодействия создает носители заряда. Эти фотодетекторы можно разделить на фотогальванические и фотопроводящие элементы.

При индикации параметров окружающей среды наиболее часто употребляются фотодиоды. Основное применение они находят в диапазоне более длинных волн, когда важным фактором становится их высокий квантовый выход (30-80%).

В некоторых фотодиодах при работе с высоким обратным смещающим напряжением в результате умножения носителей заряда возникает внутреннее усиление. Эти лавинные фотодиоды напоминают фотоумножители, так как их чувствительность уже не определяется тепловым шумом детектора и выходной цепью.

Одним из самих распространенных и наиболее чувствительных детекторов инфракрасного излучения для диапазона 1-5,5 мкм является охлаждаемый жидким азотом фотодиод на основе InSb. [42,48-51,68,70-73,79-81,94,97,106,108,109,110,134,136].

Спектроанализатор необходим для выбора наблюдаемого спектрального интервала длин волн и адекватного устранения всякого постороннего излучения другой частоты, будь то рассеянное излучение лазера, солнечное фоновое излучение или любое иное излучение с длиной волны, отличной от длины волны сигнала. Это требование выполняется с помощью одного или нескольких спектральных элементов. Их можно разделить на три основные категории: абсорбционные фильтры; интерферометрические элементы и диспергирующие системы.

Абсорбционные фильтры представляют окрашенные стекла, желатин или жидкие растворы и применяются для ослабления интенсивности падающего излучения, разделение интерферирующих спектральных порядков или выделения длин волн, более коротких или более длинных. Имеются длинноволновые фильтры для волн от 250 нм до 1 мкм.



Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 || 20 | 21 |   ...   | 64 |
 


Похожие работы:

« ЛЮБЧИК АННА НИКОЛАЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.И. Крапивский САНКТ-ПЕТЕРБУРГ -2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТАДИИ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ ЕГО ФРАКЦИЙ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.