RU2269117C2 - Device for optical spectroscopy of substances - Google Patents

Device for optical spectroscopy of substances Download PDF

Info

Publication number
RU2269117C2
RU2269117C2 RU2004104996/28A RU2004104996A RU2269117C2 RU 2269117 C2 RU2269117 C2 RU 2269117C2 RU 2004104996/28 A RU2004104996/28 A RU 2004104996/28A RU 2004104996 A RU2004104996 A RU 2004104996A RU 2269117 C2 RU2269117 C2 RU 2269117C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
optical
radiation
recording device
cuvette
Prior art date
Application number
RU2004104996/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004104996A (en
Inventor
Олег Антонович Займидорога (RU)
Олег Антонович Займидорога
Сергей Юрьевич Куликовский (RU)
Сергей Юрьевич Куликовский
Александр Михайлович Самошкин (RU)
Александр Михайлович Самошкин
Валентин Николаевич Самойлов (RU)
Валентин Николаевич Самойлов
Олег Наумович Сорокин (RU)
Олег Наумович Сорокин
Original Assignee
Олег Антонович Займидорога
Сергей Юрьевич Куликовский
Александр Михайлович Самошкин
Валентин Николаевич Самойлов
Олег Наумович Сорокин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Антонович Займидорога, Сергей Юрьевич Куликовский, Александр Михайлович Самошкин, Валентин Николаевич Самойлов, Олег Наумович Сорокин filed Critical Олег Антонович Займидорога
Priority to RU2004104996/28A priority Critical patent/RU2269117C2/en
Publication of RU2004104996A publication Critical patent/RU2004104996A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269117C2 publication Critical patent/RU2269117C2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

FIELD: physical optics, in particular, devices for researching properties of substances using optical methods, can possibly be used for optical spectroscopy of substances, having anisotropy of researched properties provided by their structural specifics.
SUBSTANCE: device has optical radiation source, monochromator of aforementioned radiation in form of light filters set, ditch for positioning researched material, photo-electric transformer and registering device, means for suppressing background dissipated emission, means for polarization of source optical emission and emission carrying information, dissipated on researched material, means for electric polarization of researched substance, means for moving receiver carrying emission information and thermostatting means.
EFFECT: possible measurement of anisotropy of spectral and polarization characteristics if temperature dependence is known.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области физической оптики, в частности к устройствам для исследования свойств веществ оптическими методами, и может быть использовано для оптической спектроскопии веществ, имеющих обусловленную их структурными особенностями анизотропию исследуемых свойств.The invention relates to the field of physical optics, in particular to devices for studying the properties of substances by optical methods, and can be used for optical spectroscopy of substances having anisotropy of the studied properties due to their structural features.

Известно устройство для оптической спектроскопии материалов [1], содержащее источник оптического излучения, монохроматор в виде набора светофильтров, кювету для размещения исследуемого материала, фотоэлектрический преобразователь, усилитель и регистрирующий прибор. Недостатками указанного устройства являются наличие фонового излучения, возникающего при взаимодействии оптического излучения с материалом кюветы, и невозможность измерения анизотропии спектральных и поляризационных характеристик исследуемых веществ, обусловленной их структурными особенностями.A device for optical spectroscopy of materials [1], containing a source of optical radiation, a monochromator in the form of a set of light filters, a cuvette for placing the material under study, a photoelectric converter, an amplifier and a recording device. The disadvantages of this device are the presence of background radiation arising from the interaction of optical radiation with the material of the cell, and the inability to measure the anisotropy of the spectral and polarization characteristics of the studied substances, due to their structural features.

Известно также устройство для оптической спектроскопии материалов [2], содержащее источник оптического излучения, монохроматор в виде набора светофильтров, кювету для размещения исследуемого материала, фотоэлектрический преобразователь, размещенный в центре заглушенного основания кюветы перпендикулярно к потоку оптического излучения и открытому краю кюветы, усилитель и регистрирующий прибор, которое выбрано в качестве прототипа данного изобретения. Недостатками указанного устройства также являются невозможность измерения анизотропии спектральных и поляризационных характеристик исследуемых веществ, обусловленной их структурными особенностями и отсутствие системы термостатирования исследуемого материала, что при наличии температурной зависимости исследуемых физических свойств изучаемых материалов делает невозможным получение объективных данных.A device for optical spectroscopy of materials [2] is also known, which contains an optical radiation source, a monochromator in the form of a set of optical filters, a cuvette for placing the material under study, a photoelectric transducer located in the center of the damped base of the cuvette perpendicular to the optical radiation flux and the open edge of the cuvette, an amplifier and a recording a device that is selected as a prototype of the present invention. The disadvantages of this device are also the impossibility of measuring the anisotropy of the spectral and polarization characteristics of the studied substances, due to their structural features and the lack of a temperature control system for the studied material, which makes it impossible to obtain objective data in the presence of the temperature dependence of the studied physical properties of the studied materials.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства для оптической спектроскопии веществ, в том числе жидких, имеющих обусловленную структурными особенностями анизотропию исследуемых свойств и температурную зависимость указанных свойств.The aim of the present invention is to eliminate these drawbacks and to create a device for optical spectroscopy of substances, including liquids, having anisotropy of the studied properties due to structural features and the temperature dependence of these properties.

Указанная цель достигается в предлагаемом устройстве для оптической спектроскопии веществ за счет того, что в известном устройстве для оптической спектроскопии материалов, включающем источник оптического излучения, монохроматор в виде набора светофильтров, кювету для размещения исследуемого материала, фотоэлектрический преобразователь и регистрирующий прибор, указанная кювета имеет сферические зеркальные внутренние стенки и в указанное устройство дополнительно включены поляризационный фильтр оптического излучения, две призмы, расположенные в указанной кювете, поглотитель указанного излучения, размещенный после выхода последнего из указанной кюветы, поляризационные электроды, размещенные под и над указанной кюветой и соединенные с источником электрического напряжения, диафрагму, светофильтр и поляризационный фильтр рассеянного излучения, объектив указанного фотоэлектрического преобразователя, размещенные непосредственно перед указанным фотоэлектрическим преобразователем, соединенным с регистрирующим прибором, размещенные над указанной кюветой и закрепленные на оси перемещения указанного фотоэлектрического преобразователя, соединенной с двигателем перемещения указанного преобразователя посредством, например, ременной передачи, и датчиком угла поворота, соединенного с регистрирующим прибором, причем указанные кювета, призмы, поглотитель оптического излучения, поляризационные электроды, соединенные с источником электрического напряжения, диафрагма, светофильтр, поляризационный фильтр, объектив указанного фотоэлектрического преобразователя и указанный фотоэлектрический преобразователь помещены в термостат, снабженный датчиком температуры, соединенным с указанным регистрирующим прибором, и нагревательно-охлаждающим элементом, также соединенным с указанным регистрирующим прибором, который дополнительно содержит средства управления.This goal is achieved in the proposed device for optical spectroscopy of substances due to the fact that in the known device for optical spectroscopy of materials, including an optical radiation source, a monochromator in the form of a set of light filters, a cuvette for placing the material under study, a photoelectric transducer and a recording device, said cuvette has spherical mirror internal walls and the specified device additionally includes a polarizing filter of optical radiation, two prisms, p located in the specified cuvette, the absorber of the specified radiation, placed after the last of the specified cuvette, polarizing electrodes placed under and above the specified cuvette and connected to an electric voltage source, a diaphragm, a light filter and a polarized scattered radiation filter, the lens of the specified photoelectric transducer, placed immediately before the specified photovoltaic transducer connected to the recording device, placed above the specified cell and closure on the displacement axis of said photoelectric converter connected to a displacement motor of said converter through, for example, a belt drive, and a rotation angle sensor connected to a recording device, said cuvettes, prisms, optical radiation absorber, polarizing electrodes connected to an electric voltage source, aperture, light filter, polarizing filter, lens of said photoelectric converter and said photoelectric converter zovatel placed in an oven equipped with a temperature sensor connected to said recording device, and the heater and cooling element, also connected to said recording device further comprising control means.

Сущность заявляемого изобретения изложена в нижеследующем описании. The essence of the claimed invention is set forth in the following description.

На чертеже представлено схематическое изображение предлагаемого устройства для оптической спектроскопии веществ, гдеThe drawing shows a schematic representation of the proposed device for optical spectroscopy of substances, where

1 - кювета для размещения исследуемого вещества,1 - cuvette for placement of the test substance,

2 - призма а,2 - prism a,

светофильтры оптического излучения,optical filters,

3 - призма б,3 - prism b,

4 - источник оптического излучения,4 - source of optical radiation,

5 - светофильтры оптического излучения и поляризационный фильтр оптического излучения,5 - optical filters and a polarizing filter of optical radiation,

6 - поглотитель оптического излучения,6 - absorber of optical radiation,

7 - светофильтр рассеянного излучения, поляризационный фильтр рассеянного излучения и объектив фотоэлектрического преобразователя,7 - a filter of scattered radiation, a polarized filter of scattered radiation and a lens of a photoelectric converter,

8 - диафрагма рассеянного излучения,8 - diaphragm of scattered radiation,

9 - фотоэлектрический преобразователь,9 - photoelectric converter,

10 - ось перемещения фотоэлектрического преобразователя,10 - axis of movement of the photoelectric transducer,

11 - датчик угла поворота,11 - angle sensor,

12 - регистрирующий прибор,12 - recording device

13 - источник электрического напряжения,13 - source of electrical voltage,

14 - верхний поляризационный электрод,14 - upper polarizing electrode,

15 - нижний поляризационный электрод,15 - lower polarizing electrode,

16 - двигатель,16 - engine

17 - ременная передача,17 - belt drive

18 - термостат18 - thermostat

19 - нагревательно-охлаждающий элемент,19 - heating and cooling element,

20 - датчик температуры.20 - temperature sensor.

Предлагаемое устройство для оптической спектроскопии веществ работает следующим образом. Поток оптического излучения от источника оптического излучения (4) проходит светофильтры оптического излучения, служащие в качестве монохроматора, поляризационный фильтр оптического излучения (5), попадает в термостат (18), где, проходя через призму а (2), отклоняется в область кюветы для размещения исследуемого вещества (1). Отклонившись еще раз в призме а, указанное излучение проходит через исследуемое вещество, порождая рассеянное излучение, несущее информацию об исследуемом веществе, и далее отклонившись дважды в призме 6 (3), попадает в поглотитель оптического излучения (6), что улучшает фоновые условия для регистрации несущего информацию рассеянного излучения. Последнее непосредственно и отразившись от зеркальных сферических стенок указанной кюветы, проходя через диафрагму (8), светофильтр рассеянного излучения, поляризационный фильтр рассеянного излучения и объектив фотоэлектрического преобразователя (7) попадает в фотоэлектрический преобразрватель (9), показания которого регистрируются регистрирующим прибором (12), на основании показаний которого делается заключение о свойствах исследуемого вещества. Для исследования анизотропии указанных свойств закрепленные на оси перемещения фотоэлектрического преобразователя (10) указанные диафрагма (8), светофильтр рассеянного излучения, поляризационный фильтр рассеянного излучения и объектив фотоэлектрического преобразователя (7) и фотоэлектрический преобразователь (9) перемещаются над исследуемым веществом с помощью двигателя (16) и ременной передачи (17), при этом датчик угла поворота (11), соединенный с регистрирующим прибором (12), указывает область исследуемого вещества, которой принадлежат найденные свойства. При исследовании поляризационных свойств указанного вещества необходимое электрическое напряжение подается на поляризационные электроды (14) и (15) от источника электрического напряжения (13). Для изучения температурной зависимости исследуемых свойств температура термостата (18) регулируется с помощью нагревательно-охлаждающего элемента (19), измеряется датчиком температуры (20) и заносится в регистрирующий прибор (12), который снабжен средствами управления для поддержания заданной температуры, например, на основе цепей обратной связи.The proposed device for optical spectroscopy of substances works as follows. The optical radiation flux from the optical radiation source (4) passes through optical filters that serve as a monochromator, the polarization filter of optical radiation (5) enters the thermostat (18), where, passing through prism a (2), it deviates into the cell region for placement of the test substance (1). Having deviated once more in prism a, this radiation passes through the test substance, generating scattered radiation that carries information about the test substance, and then deflecting twice in prism 6 (3), it enters the optical radiation absorber (6), which improves the background conditions for recording carrying information of scattered radiation. The latter is directly reflected from the mirror spherical walls of the indicated cell, passing through the diaphragm (8), the scattered radiation filter, the scattered radiation polarization filter and the photoelectric converter lens (7) enters the photoelectric converter (9), the readings of which are recorded by a recording device (12), based on the testimony of which a conclusion is made about the properties of the test substance. To study the anisotropy of these properties, the aperture (8) fixed to the axis of movement of the photoelectric converter (10), the scattered radiation filter, the scattered radiation polarization filter and the photoelectric converter lens (7) and the photoelectric converter (9) are moved over the test substance using an engine (16) ) and belt drive (17), while the rotation angle sensor (11) connected to the recording device (12) indicates the region of the substance under study that belongs to dennye properties. When studying the polarization properties of the specified substance, the necessary electrical voltage is supplied to the polarization electrodes (14) and (15) from the source of electrical voltage (13). To study the temperature dependence of the studied properties, the temperature of the thermostat (18) is controlled using a heating-cooling element (19), measured by a temperature sensor (20) and entered into a recording device (12), which is equipped with control means to maintain a given temperature, for example, based on feedback circuits.

Основные функции предлагаемого устройство для оптической спектроскопии веществ были опробованы в Научном центре прикладных исследований Объединенного института ядерных исследований и таким образом работоспособность указанного устройства была подтверждена.The main functions of the proposed device for optical spectroscopy of substances were tested at the Scientific Center for Applied Research of the Joint Institute for Nuclear Research and thus the operability of this device was confirmed.

ЛитератураLiterature

1. Шишловский А.А., в "Прикладная физическая оптика", М.: Физматгиз, 1961, с.822.1. Shishlovsky AA, in "Applied Physical Optics", Moscow: Fizmatgiz, 1961, p. 822.

2. Стреляный В.П., Стреляная В.В. Патент RU 2030732 С1.2. Strelyany VP, Strelyany VV Patent RU 2030732 C1.

Claims (1)

Устройство для оптической спектроскопии веществ, включающее источник оптического излучения, монохроматор указанного излучения в виде набора светофильтров, кювету для размещения исследуемого материала, фотоэлектрический преобразователь и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что указанная кювета имеет сферические зеркальные внутренние стенки и в указанное устройство дополнительно включены поляризационный фильтр оптического излучения, две призмы, расположенные в указанной кювете, поглотитель указанного излучения, размещенный после выхода последнего из указанной кюветы, поляризационные электроды, размещенные под и над указанной кюветой и соединенные с источником электрического напряжения, диафрагму, светофильтр, поляризационный фильтр рассеянного излучения и объектив указанного фотоэлектрического преобразователя, размещенные непосредственно перед указанным фотоэлектрическим преобразователем, соединенным с регистрирующим прибором, размещенные над указанной кюветой и закрепленные на оси перемещения указанного фотоэлектрического преобразователя, соединенной с двигателем перемещения указанного преобразователя посредством, например, ременной передачи, и датчиком угла поворота, соединенного с регистрирующим прибором, причем указанные кювета, призмы, поглотитель оптического излучения, поляризационные электроды, соединенные с источником электрического напряжения, диафрагма, светофильтр, поляризационный фильтр, объектив указанного фотоэлектрического преобразователя и указанный фотоэлектрический преобразователь помещены в термостат, снабженный датчиком температуры, соединенным с указанным регистрирующим прибором, и нагревательно-охлаждающим элементом, также соединенным с указанным регистрирующим прибором, который дополнительно содержит средства управления.A device for optical spectroscopy of substances, including an optical radiation source, a monochromator of the specified radiation in the form of a set of light filters, a cuvette for placement of the test material, a photoelectric transducer and a recording device, characterized in that said cuvette has spherical mirror internal walls and a polarizing filter is additionally included in the specified device optical radiation, two prisms located in the specified cuvette, the absorber of the specified radiation, placed After the last of the indicated cell, the polarization electrodes placed under and above the specified cell and connected to an electric voltage source, a diaphragm, a light filter, a scattered radiation polarization filter and a lens of the specified photoelectric converter, placed directly in front of the specified photoelectric converter connected to the recording device, placed above said cuvette and fixed on the axis of movement of said photoelectric transducer, connect connected to a motor for moving said converter through, for example, a belt drive, and a rotation angle sensor connected to a recording device, said cuvettes, prisms, an optical absorber, polarizing electrodes connected to a voltage source, aperture, a light filter, a polarizing filter, a lens said photovoltaic converter and said photovoltaic converter are placed in a thermostat equipped with a temperature sensor connected to azannym recording device, and the heater and cooling element, also connected to said recording device further comprising control means.
RU2004104996/28A 2004-02-20 2004-02-20 Device for optical spectroscopy of substances RU2269117C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104996/28A RU2269117C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Device for optical spectroscopy of substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104996/28A RU2269117C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Device for optical spectroscopy of substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004104996A RU2004104996A (en) 2005-07-20
RU2269117C2 true RU2269117C2 (en) 2006-01-27

Family

ID=35842301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104996/28A RU2269117C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Device for optical spectroscopy of substances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269117C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682897A (en) * 1984-12-10 1987-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Light scattering measuring apparatus
RU2030732C1 (en) * 1990-01-18 1995-03-10 Стреляный Валерий Петрович Device for optical spectroscopy of materials

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682897A (en) * 1984-12-10 1987-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Light scattering measuring apparatus
RU2030732C1 (en) * 1990-01-18 1995-03-10 Стреляный Валерий Петрович Device for optical spectroscopy of materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШИШЛОВСКИЙ А.А. Прикладная физическая оптика. М.: Физматгиз, 1961, с.648-649. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004104996A (en) 2005-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103105231B (en) Method and device for confocal Raman spectrum detection with high spatial discrimination
US8514380B2 (en) Polarization imaging apparatus with auto-calibration
CN114384016B (en) Photoacoustic microscopy imaging system and imaging method for deep depth imaging
CN101153914B (en) Remote sensing mechanism testing device and method thereof
JP5821127B2 (en) Protein crystallization analyzer and protein crystallization analysis method
Ströhl et al. Total internal reflection fluorescence anisotropy imaging microscopy: setup, calibration, and data processing for protein polymerization measurements in living cells
CN107167456A (en) Transmission-type differential confocal CARS micro-spectrometer method and devices
CN107219191B (en) A Reflection Difference Device for Oblique Incident Light Based on Fourier Transform
CN105181656A (en) Laser differential confocal induced breakdown-Raman spectroscopy imaging detection method and laser differential confocal induced breakdown-Raman spectroscopy imaging detection apparatus
JP3437619B2 (en) Sensor device
CN108593563A (en) Optical material test method and optic analytical instrument used
CN107167457A (en) The confocal CARS micro-spectrometers method and device of transmission-type
JP3365474B2 (en) Polarizing imaging device
RU2269117C2 (en) Device for optical spectroscopy of substances
JP5440932B2 (en) Evaluation method of photosensitive layer
US3481671A (en) Apparatus and method for obtaining optical rotatory dispersion measurements
CN118150525A (en) Device and method for measuring refractive index of small-size optical material
RU2290625C2 (en) Device for optical spectroscopy
US11221293B2 (en) Two-dimensional second harmonic dispersion interferometer
CN104535191A (en) Polarization spectral imaging measuring structure based on magnetic vortice light and AOTF
Mickols et al. Scanning differential polarization microscope: its use to image linear and circular differential scattering
RU2659327C2 (en) Method of two-beam thermal lens measurements with simultaneous recording of transmission of test sample
Niyonambaza et al. Concept of a crossed Czerny–Turner spectrometer with an integrated automatic sampling system for biodetection using ultrastable gold nanoparticles
US20240192477A1 (en) Methods and apparatus for calculating and maintaining an optimal sample position in an interferometric microscope
SU1045004A1 (en) Anisotropic material polarization property investigation device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100221