RU2583859C1 - High-aperture rc-gas analyser - Google Patents

High-aperture rc-gas analyser Download PDF

Info

Publication number
RU2583859C1
RU2583859C1 RU2014146864/28A RU2014146864A RU2583859C1 RU 2583859 C1 RU2583859 C1 RU 2583859C1 RU 2014146864/28 A RU2014146864/28 A RU 2014146864/28A RU 2014146864 A RU2014146864 A RU 2014146864A RU 2583859 C1 RU2583859 C1 RU 2583859C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
spectral
radiation
gas
mirror
Prior art date
Application number
RU2014146864/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Витальевич Петров
Иван Иванович Матросов
Данила Олегович Сединкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН)
Priority to RU2014146864/28A priority Critical patent/RU2583859C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583859C1 publication Critical patent/RU2583859C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65Raman scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/44Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
    • G01J3/4412Scattering spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65Raman scattering
    • G01N2021/651Cuvettes therefore

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to Raman scattering spectroscopy, and can be used for qualitative and quantitative analysis of gaseous media. Proposed device comprises laser operated in continuous mode, focusing lens, gas cell with trap for laser radiation and spherical mirror for collecting scattered light, holographic filter, spectral device which is interfaced with CCD array, control unit and PC.
EFFECT: high threshold sensitivity of device and reliability of gas analysis.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для проведения качественного и количественного анализа газовых сред.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to conduct qualitative and quantitative analysis of gaseous media.

Среди разнообразных методов газоанализа особое место занимает метод, основанный на спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света. Спектры КР объясняются рассеянием возбуждающего лазерного излучения молекулами, на частотах соответствующих их внутреннему строению. Таким образом, суть данного аналитического метода заключается в регистрации спектров КР и проведении по ним качественного и количественного анализа газовых сред. В первую очередь, данный подход отличает отсутствие расходных материалов и сложной пробоподготовки, высокое быстродействие, а также возможность одновременного контроля всех молекулярных соединений анализируемой газовой среды, содержание которых превышает порог чувствительности аппаратуры. Благодаря этим преимуществам данный тип газоанализаторов является одним из наиболее перспективных на сегодняшний день.Among the various gas analysis methods, a special place is occupied by the method based on Raman spectroscopy (Raman) of light. Raman spectra are explained by the scattering of exciting laser radiation by molecules at frequencies corresponding to their internal structure. Thus, the essence of this analytical method is to register Raman spectra and to conduct qualitative and quantitative analysis of gaseous media on them. First of all, this approach is distinguished by the absence of consumables and complex sample preparation, high speed, and the ability to simultaneously control all molecular compounds of the analyzed gas medium, the content of which exceeds the sensitivity threshold of the equipment. Due to these advantages, this type of gas analyzer is one of the most promising today.

Необходимо отметить, что достоверность газоанализа с помощью спектроскопии КР, а также значения пороговых пределов обнаружения газовых компонентов напрямую зависит от качества и интенсивности регистрируемых аппаратурой спектров КР.It should be noted that the reliability of gas analysis using Raman spectroscopy, as well as the threshold values for the detection of gas components directly depends on the quality and intensity of Raman spectra recorded by the equipment.

Известен лазерный анализатор, основанный на методе спектроскопии комбинационного рассеяния света [свидетельство на полезную модель №10462, 1999 г., G01N 21/25]. Несмотря на то что данное устройство предназначено для газоанализа природного газа, оно способно осуществлять диагностику и других газовых сред. Данный анализатор содержит лазер, фокусирующую линзу, газовую кювету, конденсорный объектив, деполяризующий клин, голографический фильтр, полихроматор, содержащий вогнутую дифракционную решетку, приемный блок, содержащий распределительный элемент и фотодиодные линейки, а также блок управления и ЭВМ. Суть его работы заключается в регистрации спектра комбинационного рассеяния света исследуемой газовой среды и проведении по нему качественного и количественного анализа. Основным недостатком данного устройства является низкая достоверность анализа, обусловленная низкой интенсивностью регистрируемых спектров КР. Данное обстоятельство, в свою очередь, обуславливается использованием объектива для сбора рассеянного света с малой светосилой (1:6) и спецификой полихроматора, основанного на вогнутой дифракционной решетке и, соответственно, обладающего также малой светосилой.Known laser analyzer based on the method of Raman spectroscopy [certificate for utility model No. 10462, 1999, G01N 21/25]. Despite the fact that this device is designed for gas analysis of natural gas, it is capable of diagnosing other gas environments. This analyzer contains a laser, a focusing lens, a gas cell, a condenser lens, a depolarizing wedge, a holographic filter, a polychromator containing a concave diffraction grating, a receiving unit containing a distribution element and photodiode arrays, as well as a control unit and a computer. The essence of his work is to register the spectrum of Raman scattering of light of the investigated gaseous medium and to conduct qualitative and quantitative analysis on it. The main disadvantage of this device is the low reliability of the analysis, due to the low intensity of the recorded Raman spectra. This circumstance, in turn, is caused by the use of a lens for collecting scattered light with a low aperture (1: 6) and the specifics of a polychromator based on a concave diffraction grating and, accordingly, also having a low aperture.

Наиболее близким по принципу действия (прототипом) является анализатор состава природного газа [Патент РФ №126136, 2013 г., G01N 21/00]. Данный анализатор также основан на спектроскопии комбинационного рассеяния света и имеет потенциал анализа любых молекулярных соединений. Данный анализатор частично лишен недостатка устройства, описанного выше, в части использования полихроматора с малой светосилой. Указанное устройство имеет в своем составе лазер, фокусирующую линзу, газовую кювету, голографический фильтр, блок управления, сопряженный с ПК, а также светосильный спектральный прибор с плоской дифракционной решеткой, сопряженный с ПЗС-матрицей. Основное отличие прототипа от аналога - использование спектрального прибора с плоской дифракционной решеткой. Данное обстоятельство позволяет использовать более светосильную оптику для сбора рассеянного света. Однако данный анализатор хоть и имеет в своем составе более светосильный объектив, по сравнению с описанным выше устройством (1:1.8 против 1:6), но это также не обеспечивает оптимального угла сбора рассеянного излучения (максимально достижимого). Данное обстоятельство отражается на относительно низкой интенсивности регистрируемых спектров КР. Помимо этого в кювете данного анализатора лазерное излучение отражается от стенки, расположенной напротив входного окна, и рассеивается внутри, создавая паразитную засветку (фоновое излучение). Данное обстоятельство, в свою очередь, существенным образом затрудняет регистрацию малых компонент по причине трудности их выделения на интенсивном фоновом излучении.The closest to the principle of action (prototype) is an analyzer of the composition of natural gas [RF Patent No. 126136, 2013, G01N 21/00]. This analyzer is also based on Raman spectroscopy and has the potential to analyze any molecular compounds. This analyzer is partially devoid of the disadvantage of the device described above, regarding the use of a polychromator with a low aperture. The specified device includes a laser, a focusing lens, a gas cell, a holographic filter, a control unit coupled to a PC, and also a fast spectral device with a flat diffraction grating coupled to a CCD. The main difference between the prototype and the analogue is the use of a spectral device with a flat diffraction grating. This circumstance allows the use of aperture optics to collect the scattered light. However, this analyzer, although it has a faster lens, is compared with the device described above (1: 1.8 versus 1: 6), but it also does not provide the optimum angle of scattered radiation collection (maximum achievable). This circumstance is reflected in the relatively low intensity of the recorded Raman spectra. In addition, in the cuvette of this analyzer, laser radiation is reflected from the wall opposite the entrance window and scattered inside, creating spurious illumination (background radiation). This circumstance, in turn, substantially complicates the registration of small components due to the difficulty of their separation from intense background radiation.

Таким образом, основным недостатком данного анализатора газа является низкая достоверность анализа, обусловленная рассеянием возбуждающего излучения на стенках кюветы, а также низкой интенсивностью регистрируемых спектров КР, вызванной малым углом сбора полезного рассеянного излучения.Thus, the main drawback of this gas analyzer is the low reliability of the analysis, due to the scattering of the exciting radiation on the walls of the cell, as well as the low intensity of the recorded Raman spectra, caused by the small angle of collection of the useful scattered radiation.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются уменьшение фонового излучения, а также повышение интенсивности регистрируемых спектров КР за счет увеличения угла сбора рассеянного излучения.The problems the invention is directed to are reducing the background radiation, as well as increasing the intensity of the recorded Raman spectra by increasing the collection angle of the scattered radiation.

Технический результат - повышение пороговой чувствительности устройства и достоверности проводимого газоанализа.The technical result is an increase in the threshold sensitivity of the device and the reliability of the gas analysis.

Указанный результат достигается тем, что в системе, содержащей непрерывный лазер, фокусирующую линзу, газовую кювету с входным окном для ввода лазерного излучения и окном для вывода рассеянного излучения под углом 90°, голографический фильтр, обеспечивающий ослабление рассеянного излучения на длине волны лазера, спектральный прибор, сопряженный с ПЗС-матрицей, блок управления и ПК, внутри газовой кюветы, на противоположной стенке от входного окна, установлена ловушка лазерного излучения, а для сбора рассеянного света и его направления на вход спектрального прибора используется сферическое зеркало. Данное зеркало обращено к входу спектрального прибора и установлено внутри кюветы на главной оптической оси, проходящей через входную щель спектрального прибора и область фокусировки лазерного луча, таким образом, чтобы лазерная перетяжка была между зеркалом и спектральным прибором, причем оно расположено на расстоянии OB=[D/(D′/F′)]+H1+H2 от входной щели спектрального прибора, а от области перетяжки лазерного луча на расстоянии OA=F*OB/(OB-F), где D и F - диаметр и фокусное расстояние зеркала, D′/F′ - входное относительное отверстие спектрального прибора, a H1 и Н2 - толщины выходного окна кюветы и голографического фильтра вдоль оптической оси.This result is achieved by the fact that in a system containing a continuous laser, a focusing lens, a gas cell with an input window for inputting laser radiation and a window for outputting scattered radiation at an angle of 90 °, a holographic filter that attenuates the scattered radiation at a laser wavelength, a spectral device coupled to the CCD, the control unit and the PC, inside the gas cell, on the opposite wall from the entrance window, a laser trap is installed, and to collect the scattered light and its direction to The input of the spectral instrument uses a spherical mirror. This mirror faces the input of the spectral instrument and is installed inside the cuvette on the main optical axis passing through the entrance slit of the spectral instrument and the focus area of the laser beam, so that the laser waist is between the mirror and the spectral instrument, and it is located at a distance OB = [D / (D ′ / F ′)] + H 1 + H 2 from the entrance slit of the spectral instrument, and from the waist area of the laser beam at a distance OA = F * OB / (OB-F), where D and F are the diameter and focal length mirrors, D ′ / F ′ - input relative aperture of spectral pr and a H 1 and H 2 are the thicknesses of the output window of the cell and the holographic filter along the optical axis.

Установленная на пути лазерного луча внутри кюветы ловушка будет поглощать возбуждающее лазерное излучение, переводя его в тепло и при этом, не давая ему отражаться или рассеиваться на других стенках. Данное обстоятельство значительно снизит уровень фонового излучения внутри кюветы и, следовательно, фон в регистрируемых спектрах КР. Благодаря этому будет решена первая задача.A trap installed on the path of the laser beam inside the cell will absorb the exciting laser radiation, translating it into heat and at the same time, preventing it from reflecting or scattering on other walls. This circumstance will significantly reduce the level of background radiation inside the cell and, therefore, the background in the recorded Raman spectra. Thanks to this, the first task will be solved.

Также известно, что интенсивность сигналов КР (I) линейно зависит от таких параметров, как (см. соотношение 1) мощность возбуждающего излучения (I0), угол сбора рассеянного излучения (Ω), концентрация молекул данного сорта (N) и сечения рассеяния (σ)It is also known that the intensity of Raman signals (I) linearly depends on such parameters as (see relation 1) the power of the exciting radiation (I 0 ), the angle of collection of scattered radiation (Ω), the concentration of molecules of this kind (N), and the scattering cross section ( σ)

Figure 00000001
Figure 00000001

В силу своей специфики ни один линзовый объектив не сможет обеспечить угол сбора более 1 ср. В этой связи в качестве компонента для сбора рассеянного света вместо объектива предлагается использовать сферическое зеркало, установленное на главной оптической оси прибора внутри газовой кюветы таким образом, чтобы можно было направлять свет, который рассеивается из области перетяжки лазерного луча в сторону, противоположную выходному окну кюветы, на входную щель спектрального прибора. В силу своей специфики сферическое зеркало позволяет обеспечить угол сбора до 2π ср.Due to its specificity, not a single lens can provide a collection angle of more than 1 sr. In this regard, it is proposed to use a spherical mirror mounted on the main optical axis of the device inside the gas cell as a component for collecting scattered light instead of a lens, so that it is possible to direct light that is scattered from the region of the laser beam waist in the direction opposite to the output window of the cell on the entrance slit of the spectral device. By virtue of its specificity, a spherical mirror makes it possible to provide a collection angle of up to 2π sr.

При этом стоимость светосильного сферического зеркала будет значительно ниже стоимости светосильного качественного объектива. Помимо этого необходимо отметить, что зеркала в отличие от некоторых объективов свободны от хроматических аберраций, что отражается на качестве изображения и, соответственно, регистрируемых спектров КР.In this case, the cost of a high-speed spherical mirror will be significantly lower than the cost of a high-quality high-quality lens. In addition, it should be noted that mirrors, unlike some lenses, are free from chromatic aberration, which affects the image quality and, accordingly, the recorded Raman spectra.

Помимо факта использования сферического зеркала особое значение имеет его расположение относительно перетяжки лазерного луча и спектрального прибора. Дело в том, что максимальная эффективность передачи световой энергии будет обеспечиваться в случае максимального заполнения светом входного (коллиматорного) объектива спектрального прибора. Данное условие может быть обеспечено только в случае согласования входного относительного отверстия спектрального прибора и относительного отверстия оптического компонента, используемого для направления светового потока (в данном случае это сферическое зеркало). В этой связи расстояние ОВ (расстояние от зеркала до входной щели спектрального прибора), при условии, что лучи от зеркала до спектрального прибора проходят сквозь две среды с более высоким коэффициентом преломления (выходное окно и голографический фильтр), в силу геометрии, должно быть: OB=[D/(D′/F′)]+H1+H2, где D - диаметр зеркала, D′/F′ - входное относительное отверстие спектрального прибора, а H1 и Н2 - толщины выходного окна кюветы и голографического фильтра вдоль оптической оси. В свою очередь, относительно лазерной перетяжки зеркало, в соответствии с формулой для тонкой линзы, должно располагаться на расстоянии OA=F*OB/(OB-F), где F - фокусное расстояние зеркала.In addition to the fact of using a spherical mirror, its location relative to the waist of the laser beam and the spectral device is of particular importance. The fact is that the maximum transmission efficiency of light energy will be ensured if the input (collimator) objective of the spectral device is filled with light to the maximum. This condition can only be ensured if the input relative aperture of the spectral instrument is matched with the relative aperture of the optical component used to direct the light flux (in this case, it is a spherical mirror). In this regard, the OB distance (the distance from the mirror to the entrance slit of the spectral device), provided that the rays from the mirror to the spectral device pass through two media with a higher refractive index (output window and holographic filter), due to the geometry, should be: OB = [D / (D ′ / F ′)] + H 1 + H 2 , where D is the diameter of the mirror, D ′ / F ′ is the input relative aperture of the spectral instrument, and H 1 and H 2 are the thicknesses of the output window of the cell and holographic filter along the optical axis. In turn, with respect to the laser waist, the mirror, in accordance with the formula for a thin lens, should be located at a distance OA = F * OB / (OB-F), where F is the focal length of the mirror.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого светосильного КР-газоанализатора.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed aperture Raman gas analyzer.

Светосильный КР-газоанализатор содержит лазер 1, работающий в непрерывном режиме, фокусирующую линзу 2, газовую кювету 3, ловушку для лазерного излучения 4, сферическое зеркало 5, голографический фильтр 6, спектральный прибор 7, ПЗС-матрицу 8, блок управления 9 и ПК 10.The high-speed Raman gas analyzer contains a continuous-mode laser 1, a focusing lens 2, a gas cuvette 3, a laser trap 4, a spherical mirror 5, a holographic filter 6, a spectral device 7, a CCD matrix 8, a control unit 9 and PC 10 .

Предлагаемый светосильный КР-газоанализатор работает следующим образом.The proposed fast Raman gas analyzer operates as follows.

Возбуждающее излучение от лазера 1 фокусируется линзой 2 в центре газовой кюветы 3, внутри которой оно рассеивается на молекулах анализируемого газа. Лазерное излучение, пройдя сквозь внутренний объем кюветы, попадает на ловушку 4 и поглощается ей, при этом, не давая паразитного рассеянного света. Полезное, рассеянное на молекулах газа излучение, наибольшая интенсивность которого находится в центре кюветы в перетяжке лазерного луча, собирается сферическим зеркалом 5 и направляется на вход спектрального прибора 7, перед которым установлен узкополосный голографический фильтр 6, роль которого значительно ослабить интенсивность упругого рассеяния света на частоте возбуждающего излучения, при практически 100-процентном пропускании всего остального диапазона длин волн. При этом, необходимо отметить, что сферическое зеркало 5 располагается внутри кюветы на расстоянии OB=[D/(D′/F′)]+H1+H2 от входной щели спектрального прибора, а от области перетяжки лазерного луча на расстоянии OA=F*OB/(OB-F), где D и F - диаметр и фокусное расстояние зеркала, D′/F′ - входное относительное отверстие спектрального прибора, а H1 и Н2 - толщины выходного окна кюветы и голографического фильтра вдоль оптической оси. Спектральный прибор 7 разлагает попавший в него свет в спектр, который далее регистрируется ПЗС-матрицей 8, установленной на его выходе. Последняя передает электрические сигналы в блок управления 9, откуда они направляются на ПК 10 для проведения математической обработки, вычисления концентраций газовых компонентов и визуализации результатов.The exciting radiation from the laser 1 is focused by a lens 2 in the center of the gas cell 3, inside which it is scattered by the molecules of the analyzed gas. Laser radiation, passing through the internal volume of the cell, falls into the trap 4 and is absorbed by it, while not giving stray scattered light. Useful radiation scattered by gas molecules, the highest intensity of which is located in the center of the cuvette in the constriction of the laser beam, is collected by a spherical mirror 5 and sent to the input of the spectral device 7, in front of which a narrow-band holographic filter 6 is installed, whose role is to significantly weaken the intensity of elastic light scattering at a frequency exciting radiation, with almost 100 percent transmission of the rest of the wavelength range. It should be noted that the spherical mirror 5 is located inside the cell at a distance OB = [D / (D ′ / F ′)] + H 1 + H 2 from the entrance slit of the spectral instrument, and from the waist region of the laser beam at a distance of OA = F * OB / (OB-F), where D and F are the diameter and focal length of the mirror, D ′ / F ′ is the input relative aperture of the spectral instrument, and H 1 and H 2 are the thicknesses of the output window of the cell and the holographic filter along the optical axis . The spectral device 7 decomposes the light that has got into it into a spectrum, which is then recorded by a CCD matrix 8 installed at its output. The latter transmits electrical signals to the control unit 9, from where they are sent to PC 10 for mathematical processing, calculating the concentrations of gas components and visualizing the results.

Предлагаемое изобретение характеризуется высокой достоверностью анализа, обусловленной регистрацией спектров КР газовых сред с высокой интенсивностью, малым уровнем фонового излучения и, соответственно, высоким соотношением сигнал/шум.The present invention is characterized by a high reliability of the analysis, due to the registration of the Raman spectra of gaseous media with high intensity, a low level of background radiation and, accordingly, a high signal to noise ratio.

Claims (1)

Светосильный КР-газоанализатор, содержащий непрерывный лазер, фокусирующую линзу, газовую кювету с входным окном для ввода лазерного излучения и окном для вывода рассеянного излучения под углом 90°, голографический фильтр, обеспечивающий ослабление рассеянного излучения на длине волны лазера, спектральный прибор, сопряженный с ПЗС-матрицей, блок управления и ПК, отличающийся тем, что внутри газовой кюветы, на противоположной стенке от входного окна, установлена ловушка лазерного излучения, а для сбора рассеянного света используется сферическое зеркало, обращенное к входу спектрального прибора, и установленное внутри кюветы на главной оптической оси, проходящей через входную щель спектрального прибора и область фокусировки лазерного луча, таким образом, чтобы лазерная перетяжка была между зеркалом и спектральным прибором, причем оно расположено на расстоянии OB=[D/(D'/F')]+H1+H2 от входной щели спектрального прибора, а от области перетяжки лазерного луча на расстоянии OA=F*OB/(OB-F), где D и F - диаметр и фокусное расстояние зеркала, D'/F' - входное относительное отверстие спектрального прибора, a H1 и H2 - толщины выходного окна кюветы и голографического фильтра вдоль оптической оси. A fast Raman gas analyzer containing a cw laser, a focusing lens, a gas cell with an input window for inputting laser radiation and a window for outputting scattered radiation at an angle of 90 °, a holographic filter that attenuates the scattered radiation at a laser wavelength, a spectral device coupled to a CCD -matrix, control unit and PC, characterized in that a laser radiation trap is installed inside the gas cell, on the opposite wall from the entrance window, and a sphere is used to collect the scattered light An optical mirror facing the input of the spectral instrument, and mounted inside the cuvette on the main optical axis passing through the entrance slit of the spectral instrument and the focus area of the laser beam, so that the laser waist is between the mirror and the spectral instrument, and it is located at a distance OB = [D / (D '/ F')] + H 1 + H 2 from the entrance slit of the spectral instrument, and from the waist area of the laser beam at a distance OA = F * OB / (OB-F), where D and F are the diameter and focal length of the mirror, D '/ F' - input relative aperture of the spectral instrument, a H 1 and H 2 - thickness of the output window of the cell and the holographic filter along the optical axis.
RU2014146864/28A 2014-11-20 2014-11-20 High-aperture rc-gas analyser RU2583859C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146864/28A RU2583859C1 (en) 2014-11-20 2014-11-20 High-aperture rc-gas analyser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146864/28A RU2583859C1 (en) 2014-11-20 2014-11-20 High-aperture rc-gas analyser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2583859C1 true RU2583859C1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55960221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014146864/28A RU2583859C1 (en) 2014-11-20 2014-11-20 High-aperture rc-gas analyser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583859C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755635C1 (en) * 2021-01-11 2021-09-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук Raman gas analyser

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648714A (en) * 1985-09-11 1987-03-10 University Of Utah Molecular gas analysis by Raman scattering in intracavity laser configuration
RU126136U1 (en) * 2012-11-01 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) NATURAL GAS COMPOSITION ANALYZER
CN203786039U (en) * 2014-03-14 2014-08-20 上海理工大学 Solid active cavity-enhanced laser Raman gas detection device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648714A (en) * 1985-09-11 1987-03-10 University Of Utah Molecular gas analysis by Raman scattering in intracavity laser configuration
RU126136U1 (en) * 2012-11-01 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) NATURAL GAS COMPOSITION ANALYZER
CN203786039U (en) * 2014-03-14 2014-08-20 上海理工大学 Solid active cavity-enhanced laser Raman gas detection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755635C1 (en) * 2021-01-11 2021-09-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук Raman gas analyser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106225926B (en) One kind miniaturization laser Raman spectrometer
CN104422681A (en) Raman spectrometer
CN106442401B (en) A kind of detection device and detection method of combination Raman spectrum and near infrared spectrum
CN105651759A (en) Surface-enhanced type Raman spectrum testing system
CN111175282A (en) Raman spectrometer based on objective signal acquisition
CN106370642A (en) Portable Raman spectrometer specially for detecting foods and drugs
CN113804671A (en) High-sensitivity Raman spectrum detection system
KR20170052256A (en) Apparatus and method for measuring concentration of material
CN212111146U (en) Portable Raman Blood Identification System Based on Echelle Gratings
RU2613200C1 (en) Laser gas analyzer
RU2672187C1 (en) Raman-gas analyzer
CN110793954A (en) Portable Raman Blood Identification System Based on Echelle Gratings
CN110530783B (en) Lateral beam collection method and device for flow cytometer and flow cytometer
CN204374087U (en) A kind of Raman spectrum test macro based on liquid core waveguide
RU2583859C1 (en) High-aperture rc-gas analyser
CN212059104U (en) Wide-spectrum high-sensitivity Raman spectrometer
CN214096364U (en) Raman probe based on double compound eye lens set
RU126136U1 (en) NATURAL GAS COMPOSITION ANALYZER
CN219625363U (en) Raman spectrometer for boric acid detection based on multiple small array SPAD detectors
CN204028004U (en) A kind of substance detecting apparatus based on Raman filtering
CN109030457B (en) Double-element common-matrix Raman probe
CN216082493U (en) High-sensitivity Raman spectrum detection system
RU156170U1 (en) KR-GAS ANALYZER WITH AN IMPROVED SCATTERED RADIATION SYSTEM
RU152730U1 (en) LASER GAS ANALYZER
CN212059105U (en) High-resolution and high-sensitivity Raman spectrometer

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20161202