CN203299125U - 利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置 - Google Patents
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Abstract
利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，属于稀土性质测量领域。本实用新型为了解决现有的测量稀土离子辐射寿命系统庞大、荧光激发效率低的问题。激光器发出的连续激光的波长为473nm或532nm，光电调制器的电压输入端与高压模块的电压输出端连接，方波发生模块通过滤波器与高压模块的输入端连接，方波发生模块与数据采集卡连接，激光器发出的连续激光入射至电光调制器，经过偏振片及一号透镜聚焦到待测稀土样品上，激发待测稀土样品产生的荧光入射至二号透镜，再会聚至光谱仪的光接收端并获得荧光信号，光电探测器的输入端和输出端与光谱仪和数据采集卡连接，显示器与计算机主机连接。本实用新型用于测量固体中稀土离子辐射寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量固体中稀土离子辐射性质的装置，具体涉及一种利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，属于稀土性质测量领域。
背景技术
作为重要的战略资源，稀土在现代工业中得到了广泛使用，特别是在高尖端科技领域。我国是稀土资源大国，拥有世界65%的稀土资源，占全球稀土贸易量的90%以上。而目前，占全球稀土金属贸易量90％以上的我国稀土产业主要以原料出口为主，我国稀土开采总量大，利用率低。控制稀土出口，加强对稀土性质的研究，提高对稀土的利用率，对我国的稀土资源保护、稀土产业发展具有重要的意义。
对稀土掺杂材料性质、尤其是光学性质的研究长久以来一直是稀土应用的一个研究热点。在固体材料中稀土通常以三价态离子形式存在，一般的三价离子均属于4f组态内能级间跃迁，而由于4f电子受到外层电子屏蔽，受周围环境影响比较小，三价稀土离子的荧光光谱具有：谱线丰富、荧光性质稳定、荧光谱线宽度窄等特性。因此，三价稀土离子成为固体激光器以及荧光粉材料设计与研制的关键。而稀土离子的能级辐射跃迁性质也成为衡量其荧光特性的一个重要指标。
目前，测量三价稀土离子的辐射性质的方法主要有两种：1、可调谐脉冲激光器，即利用匹配的短脉冲激光激发样品对应能级，测量该能级荧光的时间分辨光谱。这种方法结构复杂，仪器设备成本高，且一个能级需要一个匹配的波长激发；2、利用电调制的二极管激光进行激发实现测量，然而这种方法的局限性在于，红外二极管激光的波长较长，很多情况下不能有效地激发稀土离子短波长的辐射能级，尤其对于那些较高的能级，在这个条件下，如何实现有效的激发并且测量成为一个亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有的测量稀土离子辐射寿命系统庞大、荧光激发效率低、数据处理过程复杂的问题，进而提供一种利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置。
本实用新型为了解决上述技术问题所采取的技术方案是：
实用新型所述利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置由激光器、电光调制器、偏振片、一号透镜、二号透镜、光谱仪、光电探测器、数据采集卡、方波发生模块、高压模块、计算机主机、滤波器、显示器、输入设备、输出设备和稳压器组成；
所述激光器发出的连续激光的波长为473nm或532nm，光电调制器的电压输入端通过稳压器与高压模块的电压输出端连接，方波发生模块通过滤波器与高压模块的输入端连接，方波发生模块产生方波控制信号，并输入至高压模块，高压模块用于驱动电光调制器；方波发生模块与数据采集卡连接，用于将触发信号输入至数据采集卡；
激光器发出的连续激光入射至电光调制器，经过电光调制器对偏振方向进行调制后，经过偏振片，通过一号透镜聚焦到待测稀土样品上，激发待测稀土样品产生荧光，所述荧光入射至二号透镜，经二号透镜会聚至光谱仪的光接收端，经光谱仪分光获得荧光信号；
光电探测器的输入端与光谱仪连接，光电探测器的输出端与数据采集卡连接，光电探测器用于探测经光谱仪分光的荧光信号，并将探测信号输入数据采集卡建立探测结果的衰减曲线，数据采集卡的数据输出端与计算机主机连接，用于将采集信息存储至计算机主机，并对所述探测结果的衰减曲线进行拟合；显示器与计算机主机连接，用于显示衰减曲线，输入设备和输出设备分别于计算机主机连接，输入设备为鼠标和键盘，输出设备为打印机、复印机或传真机。
优选的：所述显示器为液晶显示器。
优选的：高压模块输出的直流电压驱动电光调制器，其高压调节范围是-230V～230V。
优选的：激光器发出的连续激光为连续钕离子激光。
优选的：计算机主机与光谱仪连接，用于控制光谱仪旋转。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型的利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置复杂度低，激发稀土离子的效率较高，数据处理过程简单，稀土离子的辐射寿命的测量精度大幅度提高。其利用电光调制器通过对泵浦激光偏振方向的调制，从而实现对单色连续激光光强的调制，实现对荧光能级辐射寿命的测量，本装置中473nm或532nm激光波长能够激发出稀土离子不同能级的多条荧光谱线，因而，本装置实现了单一波长激发测量稀土离子多个能级的荧光辐射性质。本装置激光波长为473nm主要适用于对固体中Tm3+、Tb3+、Sm3+、Pr3+或Er3+、Ho3+、Nd3+、Eu3+离子各能级辐射寿命的测量。本装置激光波长为532nm主要适用于对固体中或Er3+、Ho3+、Nd3+、Eu3+离子各能级辐射寿命的测量。
附图说明
图1是本实用新型所述利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置的结构示意图。
图中：
1-激光器、2-电光调制器、3-偏振片、4-一号透镜、5-待测稀土样品、6-二号透镜、7-光谱仪、8-光电探测器、9-数据采集卡、10-方波发生模块、11-高压模块、12-计算机主机、13-滤波器、14-显示器、15-输入设备、16-输出设备、17-稳压器。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本实用新型优选的实施方式。
如图1所示，本实用新型所述利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置由激光器1、电光调制器2、偏振片3、一号透镜4、二号透镜6、光谱仪7、光电探测器8、数据采集卡9、方波发生模块10、高压模块11、计算机主机12、滤波器13、显示器14、输入设备15、输出设备16和稳压器17组成；
所述激光器1发出的连续激光的波长为473nm或532nm，激光器1发出的连续激光为连续钕离子激光；光电调制器2的电压输入端通过稳压器17与高压模块11的电压输出端连接，高压模块11的高压调节范围是-230V～230V；方波发生模块10通过滤波器13与高压模块11的输入端连接，方波发生模块10产生方波控制信号，并输入至高压模块11，高压模块11用于驱动电光调制器2；方波发生模块10与数据采集卡9连接，用于将触发信号输入至数据采集卡9；
激光器1发出的连续激光入射至电光调制器2，经过电光调制器2对偏振方向进行调制后，经过偏振片3，通过一号透镜4聚焦到待测稀土样品5上，并激发待测稀土样品5产生荧光，所述荧光入射至二号透镜6，经二号透镜6会聚至光谱仪7的光接收端，经光谱仪7分光获得荧光信号；
计算机主机12与光谱仪7连接，用于控制光谱仪7旋转；光电探测器8的输入端与光谱仪7连接，光电探测器8的输出端与数据采集卡9连接，光电探测器8用于探测经光谱仪7分光的荧光信号，并将探测信号输入数据采集卡9建立探测结果的衰减曲线，数据采集卡9的数据输出端与计算机主机12连接，用于将采集信息存储至计算机主机12，并对所述探测结果的衰减曲线进行拟合，获得稀土离子辐射寿命，并将所述稀土离子辐射寿命作为稀土离子辐射性质结果；显示器14与计算机主机12连接，用于显示衰减曲线，所述显示器14为液晶显示器，输入设备15和输出设备16分别于计算机主机12连接，输入设备15为鼠标和键盘，输出设备16为打印机、复印机或传真机。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (5)
1.利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，它由激光器（1）、电光调制器（2）、偏振片（3）、一号透镜（4）、二号透镜（6）、光谱仪（7）、光电探测器（8）、数据采集卡（9）、方波发生模块（10）、高压模块（11）、计算机主机（12）、滤波器（13）、显示器（14）、输入设备（15）、输出设备（16）和稳压器（17）组成；
其特征在于：所述激光器（1）发出的连续激光的波长为473nm或532nm，光电调制器（2）的电压输入端通过稳压器（17）与高压模块（11）的电压输出端连接，方波发生模块（10）通过滤波器（13）与高压模块（11）的输入端连接，方波发生模块（10）产生方波控制信号，并输入至高压模块（11），高压模块（11）用于驱动电光调制器（2）；方波发生模块（10）与数据采集卡（9）连接，用于将触发信号输入至数据采集卡（9）；
激光器（1）发出的连续激光入射至电光调制器（2），经过电光调制器（2）对偏振方向进行调制后，经过偏振片（3），通过一号透镜（4）聚焦到待测稀土样品（5）上，激发待测稀土样品（5）产生荧光，所述荧光入射至二号透镜（6），经二号透镜（6）会聚至光谱仪（7）的光接收端，经光谱仪（7）分光获得荧光信号；
光电探测器（8）的输入端与光谱仪（7）连接，光电探测器（8）的输出端与数据采集卡（9）连接，光电探测器（8）用于探测经光谱仪（7）分光的荧光信号，并将探测信号输入数据采集卡（9）建立探测结果的衰减曲线，数据采集卡（9）的数据输出端与计算机主机（12）连接，用于将采集信息存储至计算机主机（12），并对所述探测结果的衰减曲线进行拟合；显示器（14）与计算机主机（12）连接，用于显示衰减曲线；输入设备（15）和输出设备（16）分别于计算机主机（12）连接，输入设备（15）为鼠标和键盘，输出设备（16）为打印机、复印机或传真机。
2.根据权利要求1所述的利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，其特征在于：显示器（14）为液晶显示器。
3.根据权利要求1所述的利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，其特征在于：高压模块（11）输出的直流电压驱动电光调制器（2），其高压调节范围是-230V～230V。
4.根据权利要求3所述的利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，其特征在于：激光器（1）发出的连续激光为连续钕离子激光。
5.根据权利要求4所述的利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置，其特征在于：计算机主机（12）与光谱仪（7）连接，用于控制光谱仪（7）旋转。
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| CN201320375796XU CN203299125U (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 利用激光器测量固体中稀土离子辐射寿命的装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110095258A (zh) * | 2019-05-26 | 2019-08-06 | 天津大学 | 一种有源光纤中稀土离子能级寿命测量装置及测量方法 |
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2013
- 2013-06-27 CN CN201320375796XU patent/CN203299125U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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| CN110095258A (zh) * | 2019-05-26 | 2019-08-06 | 天津大学 | 一种有源光纤中稀土离子能级寿命测量装置及测量方法 |
| CN110095258B (zh) * | 2019-05-26 | 2021-04-27 | 天津大学 | 一种有源光纤中稀土离子能级寿命测量装置及测量方法 |
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