Специализированные методы и аппаратура спектрально-поляризационного анализа оптических свойств объектов

• Автор: Перчик, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Область исследований и актуальность работы

Цель работы

Краткое содержание работы

Положения выносимые на защиту

Научная новизна результатов

Практическая значимость работы

Апробация работы

Глава 1
Глава 2
Глава 3
Заключение
Список использованной литературы

Область исследований и актуальность работы.
Спектральные и поляризационные приборы решают общую задачу -исследование физических свойств объектов путем анализа различных параметров оптического излучения, таких как энергетическая мощность излучения, распределение энергии излучения по спектру, поляризация излучения. Измерение спектров позволяет определять состав образцов, решать задачи контроля химических процессов, мониторинга состояния объектов. Регистрация спектральных изображений используется для обнаружения и идентификации объектов и для визуализации их структуры [3-6,41,48-52,54]. При этом оптический фильтр настраивается на выделение того интервала спектра излучения, который связан с физическими, химическими и другими свойствами исследуемого объекта или его элементов, что позволяет получить изображение, контрастно отображающее именно эти свойства. Такой подход [56], например, используется в методах спектрозональной съемки поверхности Земли [7], методах корреляционной спектроскопии газов в атмосфере Земли [8-9], флуоресцентных методах визуализации биологических тканей [10,55], методах анализа образцов на основе комбинационного рассеяния света, анализе собственного излучения объектов [11].

Поляриметрия широко используется в аналитической химии для идентификации и количественного анализа оптически активных веществ, в фармацевтике при производстве таких веществ как камфара, кокаин, никотин и др., в медицине при биохимических исследованиях для определения содержания белка, глюкозы и сахарозы, в биохимии при титровании и для контроля хроматографического разделения оптически активных веществ, прослеживания кинетики биохимических реакций (например, энзимного расщепления) [13]. Большая практическая ценность метода заключается в его высокой точности (наибольшей из известных методов определения концентрации растворов), простоте и быстроте. Высокая чувствительность важна не только для получения требуемой точности результатов измерений -она дает возможность анализа при малых количествах образцов. Например, в современных приборах в 0.1 мл раствора можно идентифицировать 2.5-10-9 г глюкозы [14].
Во многих задачах необходимо измерять как спектральные, так и поляризационные свойства объектов. Например, при исследовании световых потоков в атмосфере регистрируется спектры излучения с горизонтальной и вертикальной поляризацией [1]. При поляриметрическом исследовании кинетики протекания химических реакций оптически активных веществ измерения проводят на заданных длинах волн, для чего в поляриметрах используют несколько источников монохроматического света [2]
Использование подобной конструкции узла привода поляризатора позволяет резко повысить равномерность его вращения за счет снижения влияния возмущающих факторов электродвигателя. Для снижения влияния внешних вибраций и перераспределения инерционных колебаний маховика 5, электродвигатель 10 дополнительно закрепляется в подшипниках 12 и удерживается в нейтральном положении пружинами 14.
После поляризатора 3 световой измерительный поток, модулируемый по азимуту плоскости поляризации, через кювету 15 и поляризационный анализатор - светоделитель 16 направляется на фотоприемники 19, регистрирующие интенсивности ортогональных поляризованных компонент принимаемого излучения. Сигналы с приемников поступают на входы аналогово-цифровых преобразователей 20 персонального компьютера 21, в котором программа сравнивает сигналы и запоминает момент наступления равенства этих сигналов. Световой поток, выходящий из бокового выхода поляризатора, в момент прохождения поляризатора через начальное нулевое положение воспринимается фотоэлектрическим датчиком нулевого отсчета. При нулевой ориентации поляризатора 3 интенсивности пучков на выходах фотоприемников 27 равны, соответственно, сигнал на выходе компаратора 28 обнуляется, и подается в последовательный порт компьютера 21 Программа измеряет временной промежуток между нулевым импульсом, поступающим с компаратора 28 и измерительным, поступающим в момент равенства сигналов фотоприемников 19 и определяет угол поворота поляризатора 3 в