SU1122934A1 - Устройство дл лазерного флуоресцентного детектировани единичных атомов и молекул - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ЛАЗЕРНОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЕДИНИЧНЫХ АТОМОВ И МОЛЕ1(УЛ, включающее перестраиваемый по частоте лазер дл  воэбзтдени  флуоресценции единичных атомов в аналитической зоне, тему фокусировки вторичного излучени  из аналитической зоны на два фотоприемника , симметрично расположенных по обе стороны зоны, включенных через последовательно соединенные усилители-дискриминаторы в схему совпадений , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  соотношени  сигнал/шум при наличии в аналитической зоне мешающего излучени , фотоприемники выполнены в виде матриц светочувствительных элементов, в устройство введены дополнительные схемы совпадений, при этом противо- I положно расположенные светочувстви (Л тельные элементы разных матриц, на которые сфокусирована одна и та же с часть аналитической зоны, попарно включены в отдельные схемы совпаде§ ний .

Description

Изобретение относитс  к области лазерного спектрального анализа ультрамалых концентраций атомов и молекул и может найти применение дл анализа атомов и молекул в вакууме или в газовой фазе, при анализе сверхчистых веществ, а также при изучении кинетики газофазных химических реакций. Известно устройство дл  лазерног ;1флуоресцентного детектировани  ультрамалых концентраций атомов 1J Однако с помощью этого устройства нельз  достичь хорошей чувстви тельности, так как лишь небольша  часть излучени  несущего аналитиче кую информацию, попадает на фотопри емник . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, включающее пер страиваемый по частоте лазер дл  возбуждени  флоуресценции в аналити ческой зоне, систему сбора фотонов, фотоприемники, симметрично расположенные по обе стороны зоны, усилитель , дискрш шнаторы, электронную схему регистрации сигналов совпадени , при использовании которого мож но достичь-более низкие пределы обнаружени  на уровне единичных ато МО в 2J . Однако с помощью известного устройства практически невозможно детектировать единичные атомы при наличии постороннего мешающего излучени , например в пламенах. Область линейности градуироночной характеристики известного метода небольша , поскольку случаи попадани  в зону лазерного луча одного атома и большего числа атомов неразличимы. Кроме того, с помощью известного устроства возможно детектировать ли небольшой класс элементов, энергетические уровни которых образуют двухуровневую систему (например Na, К, Pb, С5). Целью изобретени   вл етс  увеличение соотношени  сигнал/шум при наличии в аналитической зоне мешающего излучени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве лазерного флу ресцентного детектировани  единичны атомов и молекул, включающем перестраиваемый по частоте лазер дл  возбуждени  флуоресценции атомов в аналитической зоне, систему фукусир 34. 2 ки вторичного излучени  из зоны на два фотоприемника, симметрично расположенных по обе стороны зоны и включенных через последовательно соединенные усилители-дискриминаторы в схему совпадений, фотоприемники выполнены в виде матриц светочувствительных элементов, в устройство введены дополнительные схемы совпадений , при этом противоположно расположенные светочувствительные элементы разных матриц, на которые сфокусирована одна и та же часть аналитической зоны, попарно включены в отдельные схемы совпадений. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит аналитическую зону 1, регистрируемый атом 2, систему фокусировки вторичного излучени  в виде объектива 3, фотоприемники 4, дискриминаторы 5, схему 6 совпадений , систему 7 счета сигналов совпадений .. Схемы включени  остальных пар светочувствительных элементов матричных детекторов аналогичны и условно не показаны. I В случае по влени  в просвечивав- мом лазерным излучением аналитическом объеме 1 регистрируемого атома 2 возникает распростран ющеес  изотропно излучение флуоресценции. С помощью объективов 3 формируетс  изображение аналитического объема на поверхности матриц фотоприемников 4. Изображение регистрируемого атома, как центра излучени  флуоресценции, буфет сформировано лишь на небольшой части площади ( чейке) координаточувствительных фотоприемников. Если в схему 6 совпадений включить только те  чейки фотоприемников, на которых сформировано изображение регистрируемого атома, то излучение от других точек аналитического объема не будет давать никакого сигнала. Дл  того, чтобы различить сигналы от двух или более атомов, каждую пару  чеек (или N  чеек дл  случа  N . фотоприемников) с изображением одного из регистрируемых атомов включают в свою схему совпадений. Таким образом, в предлагаемом устройстве кажда  из  чеек может давать сигнал, благодар  чему становитс  возможным регистрировать сразу большое число атомов, что позвол ет

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ЛАЗЕРНОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ЕДИНИЧНЫХ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ, включающее перестраиваемый по частоте лазер для возбуждения флуоресценции единичных атомов в аналитической зоне, сис*· тему фокусировки вторичного излучения из аналитической зоны на два фотоприемника, симметрично расположенных по обе стороны зоны, включенных через последовательно соединенные усилители-дискриминаторы в схему сов падений, отличающееся тем, что, с целью увеличения соотношения сигнал/шум при наличии в аналитической зоне мешающего излучения, фотоприемники выполнены в виде матриц светочувствительных элементов, в устройство введены дополнительные схемы совпадений, при этом противоположно расположенные светочувствительные элементы разных матриц, на которые сфокусирована одна и та же часть аналитической зоны, попарно включены в отдельные схемы совпадений .