SU1363030A1 - Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours - Google Patents
Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours Download PDFInfo
- Publication number
- SU1363030A1 SU1363030A1 SU864094956A SU4094956A SU1363030A1 SU 1363030 A1 SU1363030 A1 SU 1363030A1 SU 864094956 A SU864094956 A SU 864094956A SU 4094956 A SU4094956 A SU 4094956A SU 1363030 A1 SU1363030 A1 SU 1363030A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- concentration
- laser
- molecules
- absolute
- fluorescence
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к спектроскопическим методам элементного анализа . Цель вл етс повышение точности и достоверности определени . Пары исследуемого вещества облучаютс лазерным лучом со специально сформированным однородным распределением излучени . Одновременно измер етс абсолютна интенсивность и степень пол ризации лазерно-возбужденной флуоресценции . По степени пол ризации и диаметру лазерного луча определ ют коэффициент поглощени . По соотношению интенсивности флуоресценции и коэффициента поглощени определ ют концентрацию двухатомных молекул. (Л со а 00This invention relates to spectroscopic elemental analysis methods. The goal is to increase the accuracy and reliability of the determination. The vapors of the test substance are irradiated with a laser beam with a specially formed uniform distribution of radiation. At the same time, the absolute intensity and the degree of polarization of the laser-excited fluorescence are measured. The absorption coefficient is determined by the degree of polarization and the diameter of the laser beam. The concentration of diatomic molecules is determined from the ratio of the fluorescence intensity to the absorption coefficient. (L co a 00
Description
Изобретение относитс к спектроскопическим методам элементного анализа и может быть использовано дл определени концентрации двухатомных молекул в высокоразреженных парах.The invention relates to spectroscopic methods for elemental analysis and can be used to determine the concentration of diatomic molecules in highly dispersed pairs.
Цель изобретени - повьпиение точности и достоверности определени концентрации двухатомных молекул в высокоразреженных парах.The purpose of the invention is to show the accuracy and reliability of determining the concentration of diatomic molecules in highly spaced pairs.
Экспериментами и расчетами установлено , что дл луча с однородным распределением мощности среднее времExperiments and calculations have established that for a beam with a uniform power distribution, the average time
Определ ют концентрацию к д атомных молекул кали . Насыщенные The concentration of k atomic molecules of potassium is determined. Saturated
Т релаксации при пролете молекул через луч может быть выражено через ди- 15 ры кали , нагретые до Т 470 К в аметр луча d, как t 0,5855d- m/2kT, где Т - температура паровj m - масса исследуемых молекул; k - посто нна Больцмана. Измерение степени пол рипредварительно откачанной до давл не хуже 10 тор стекл нной чейке флуоресценции облучают линейно пол ризованным излучением гелий-неоноT relaxation during the passage of molecules through the beam can be expressed in terms of potassium dips, heated to T 470 K per meter of beam d, as t 0.5855d-m / 2kT, where T is the vapor temperature j m is the mass of the molecules under study; k is the Boltzmann constant. Measurement of the degree of polarization of a glass fluorescence cell pumped to a pressure not worse than 10 torr is irradiated with linearly polarized radiation of helium-neonon
зации флуоресценции при лазерном 20 лазера типа ЛГ-38 мощностью около возбуждении позвол ет определить без- 50 мВт на длине волны 632,8 нм. Ла размерный параметр оптической накач- ки. Проведенные исследовани показазерный луч расшир етс в три раза с помощью рассеивающей линзы с фокусным рассто нием 0,9 м. Центральна когда можно пренебречь столкновитель- 25 часть луча выдел етс диафрагмой ди- ными процессами, параметр х оптичес- аметра d 4 мм, однородность распре- кой накачки равен произведению коэф- делеТ€ИЯ мощности при этом в пределахFluorescence measurements with a laser laser of the LG-38 type with a power near the excitation makes it possible to determine without-50 mW at a wavelength of 632.8 nm. La is the dimensional parameter of the optical pumping. Studies performed. The indicative beam is expanded three times with the help of a diffusing lens with a focal length of 0.9 meters. When the collisional part of the beam can be neglected, 25 diaphragm parts of the beam are diarrhea processes, the optical distribution parameter d 4 mm - which pumping is equal to the product of the power € € power factor in this case within
фйциента Во поглощени (В - козффици- ент Эйнштейна; р - плотность мощности возбуждающего излучени ) на среднее врем f пролета исследуемых молекул через лазерный луч. Следовательно, .именно одновременное определение среднего времени t пролета (из диаметра специально сформированного однородного в круговом поперечном сечении лазерного луча) и безразмерного параметра х (из измеренного значени степени пол ризации флуоресценции) позвол ют рассчитать коэффициент поглощени , как Вр х/ с , с точностью, при которой погрешность определени концентрации молекул будет в основном определ тьс ,погрешностью измерени абсолютной интенсивности флуоресценции .of the absorption coefficient B (B is the Einstein coefficient; p is the power density of the exciting radiation) for the average time f of the molecules under study through the laser beam. Consequently, the simultaneous determination of the mean time t of the span (from the diameter of the specially formed uniform laser beam in the circular cross section) and the dimensionless parameter x (from the measured value of the degree of polarization of fluorescence) allows us to calculate the absorption coefficient as BP x / s, with an accuracy in which the error in determining the concentration of molecules will be mainly determined by the error in measuring the absolute fluorescence intensity.
Способ применим дл определени концентрации двухатомных молекул в Высокоразреженных парах, доступныхThe method is applicable for determining the concentration of diatomic molecules in highly spaced pairs available
дл исследовани методом лазерно.воз- 50 возбуждающему лучу и к его световому .бужденной флуоресценции в услови х, вектору Е с помощью монохроматора когда 1езначительна роль столкнови- типа ДФС-12 (обратна дисперси тельных эффектов в зоне действи ла- 0,5 нм/мм, ширина входной и выходнойfor research using the laser-induced excitation beam and to its luminous excited fluorescence under conditions of vector E using a monochromator when the minor role of collision type DFS-12 (inverse to dispersive effects in the area of 0.5 nm / mm, width input and output
щели 1,2 мм). При этом возбуждающий.slit 1.2 mm). At the same time exciting.
зерного луча (например, Na-, Кgrain beam (for example, Na-, K
2 22 2
Те,Those,
2 2
NaK, Se и др.). Способ эксперимен- 55 луч параллелен входной щели и вс тально -проверен на молекулах К и Na зона флуоресценции проходит через б насьпценных парах соответствующих элементов. Зависимость степени пол ризации от параметра х оптической нащель . Флуоресценци регистрируетс с помощью фотоумножител ФЭУ-79 в режиме счета, фотонов. Степень пол ризацииNaK, Se, etc.). The method is experi- mentally parallel to the entrance slit and tested on K and Na molecules. The fluorescence zone passes through the end pairs of the corresponding elements. The dependence of the degree of polarization on the parameter x optical slit. Fluorescence is recorded using a PMT-79 photomultiplier in the counting mode, photons. Degree of polarization
качки измер лась также дл молекул Те и NaK. Диапазон концентраций исследуемых молекул составл ет примерноpitching was also measured for Te and NaK molecules. The concentration range of the studied molecules is approximately
Я 13I am 13
10-10 . Он определ етс чувствительностью регистрации флуоресценции (нижн граница) и столкновени ми , вызывающими разрушение оптической накачки, и уменьшение х до X 1 (верхн граница).10-10. It is determined by the sensitivity of the detection of fluorescence (lower limit) and collisions that cause the destruction of optical pumping, and the reduction of x to X 1 (upper limit).
Способ осуществл ют следующим бб- разом.The method is carried out as follows.
Определ ют концентрацию к двухатомных молекул кали . Насыщенные пары кали , нагретые до Т 470 К в The concentration of diatomic potassium molecules is determined. Saturated potassium vapor heated to T 470 K in
ры кали , нагретые до Т 470 К в potassium fry heated to T 470 K in
предварительно откачанной до давлени не хуже 10 тор стекл нной чейке флуоресценции облучают линейно пол ризованным излучением гелий-неоновогоa fluorescence glass cell pre-evacuated to a pressure not worse than 10 Torr is irradiated with linearly polarized radiation of helium-neon
10%. При этом среднее значение времени релаксации при пролете через луч составл ет о 7,4010 с. Диаметр диафрагмы целесообразно выбирать в пределах от 1 до 5 мм, так как дл очень малых диаметров существенен дифракционньй фон, а с увеличением диаметра падает плотность мощности возбуждени .ten%. The average value of the relaxation time during the passage through the beam is about 7.4010 s. The diameter of the diaphragm should be chosen in the range from 1 to 5 mm, since for very small diameters the diffraction background is significant, and with increasing diameter the excitation power density decreases.
Возбужденна лазером флуоресценци51Laser excited fluorescence
в цикле (X ri V 1, l 73)- 40 - (в Пи, v 8, l 73)-(, V 9, l 73), где в Пи - символы электронных термов основного И возбужденного состо ний,in the cycle (X ri V 1, l 73) - 40 - (in Pi, v 8, l 73) - (, V 9, l 73), where in Pi are symbols of the electronic terms of the ground and excited state,
v и V - колебательные квантовыеv and V - oscillatory quantum
числа;numbers;
-г т- -r t-
I и I - вращательные квантовыеI and I - rotational quantum
числа основного и возбужденного состо ний,the number of ground and excited states
регистрируетс под пр мым углом кrecorded at right angles to
Те,Those,
2 2
н- Na х л налуч параллелен входной щели и вс зона флуоресценции проходит через n-Na xl beam parallel to the entrance slit and the entire fluorescence zone passes through
щель. Флуоресценци регистрируетс с помощью фотоумножител ФЭУ-79 в режиме счета, фотонов. Степень пол ризацииthe gap. Fluorescence is recorded using a PMT-79 photomultiplier in the counting mode, photons. Degree of polarization
измер етс попеременным автоматическим переключением помещенного перед входной щелью анализатора в положени , когда пропускаютс компоненты Imeasured by alternating automatic switching of the analyzer placed in front of the entrance slit to the position where components I are passed
1|, либо1 |, or
j, интенсивности флуоресценции , пол ризованные соответственно паралдельно либо перпендикул рно вектору Е возбуждающего света, синКонцентраци молекул К на колеб тельно-вращательном уровне, с котор го идет поглощение лазерного луча, рассчитываетс , как п,, 1 /Boxj, the fluorescence intensity, polarized respectively parallel or perpendicular to the vector E of the exciting light, the syn-concentration of K molecules at the vibrational-rotational level from which the laser beam is absorbed, is calculated as n ,, 1 / Box
хронно переключаютс счетчики одно- ю х , где 1 - абсолютна one-time counters are switched chronically, where 1 is absolute
электронных импульсов, производ щие накопление по двум каналам с периодом измерени в одном положении, равнь№1 1с. Суммарное врем счета составл ло 100 с в каждом канале. Измеренное значение степени пол ризации Р (1„ - (l,, + 1д.) 0,4174, которое , соответствует параметру оптической накачки, равному х 1,138. Значени х, полученные дл различных температур Т, позвол ют провести экстрапол цию к услови м дл высокоразреженных паров, когда отсутствует столкновительна релаксаци в зоне действи возбуждающего луча. В этих услови х получено значение х 0,768.electronic pulses that accumulate in two channels with a measurement period in one position, equal to 1 1 s. The total counting time was 100 seconds in each channel. The measured value of the degree of polarization P (1 "- (l ,, + 1e.) 0.4174, which corresponds to the optical pumping parameter equal to x1.138. The values obtained for different temperatures T allow extrapolation to the conditions for highly dispersed vapor, when there is no collisional relaxation in the zone of action of the exciting beam. In these conditions, a value of x 0.768 is obtained.
II
Определенное из диаметра луча врем Г релаксации и значение параметраThe relaxation time T and the value of the parameter determined from the beam diameter
интенсивность флуоресценции, Во - коэффициент поглощени ; h - посто нна Планка. Дл описываемого примера n,-j 2, . Переход к обще 15 концентрации молекул .У-2 осуществл етс дл больцмановского распределени по колебательно-вращательным уровн м при заданной температуре В результате определ емое значение концентрации составл ет (9 ±fluorescence intensity, B o - absorption coefficient; h is Planck's constant. For the example being described, n, -j 2,. The transition to a total of 15 molecular concentration. U-2 is carried out for the Boltzmann distribution over the vibrational-rotational levels at a given temperature. As a result, the determined value of the concentration is (9 ±
2020
+ 3) Ш см з+ 3) W cm h
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864094956A SU1363030A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864094956A SU1363030A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1363030A1 true SU1363030A1 (en) | 1987-12-30 |
Family
ID=21248011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864094956A SU1363030A1 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1363030A1 (en) |
-
1986
- 1986-05-26 SU SU864094956A patent/SU1363030A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Vu Т.Н., Koch М.Е., Stwal- . ley W.C. Determination of the absolute concentration of Na by laser induced fluorescence with photon counting.- High Temperature Science, 1982, V. 15, p. 311-319. Несме нов A.Д. Давление пара химических элементов. М.: АН СССР, 1961, с. 395. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bass et al. | The ultraviolet cross-sections of ozone: I. The measurements | |
Frost et al. | Energy and structure of the transition states in the reaction OH+ CO→ H+ CO 2 | |
EP0231470B1 (en) | Method of and apparatus for determination of trace constituents by simultaneous measurement of photoluminescence and photoacoustic signal | |
US5715053A (en) | Method for determining the concentration of atomic species in gases and solids | |
Schmidt et al. | Collision-Induced Radiative Transitions b1. SIGMA. g+. fwdarw. a1. DELTA. g, b1. SIGMA. g+. fwdarw. X3. SIGMA. g-, and a1. DELTA. g. fwdarw. X3. SIGMA. g-of O2 | |
Callear et al. | Fluorescence of nitric oxide. Part 6.—Predissociation and cascade quenching in NO D 2 Σ+(v= 0) and NO C 2 Π (v= 0), and the oscillator strengths of the ε (0, 0) and δ (0, 0) bands | |
Mercier et al. | Cavity ring-down measurements of OH radical in atmospheric premixed and diffusion flames.: A comparison with laser-induced fluorescence and direct laser absorption | |
Hamaguchi et al. | Determination of derivatives of the polarizability anisotropy in diatomic molecules: II. The hydrogen and nitrogen molecules | |
SU1363030A1 (en) | Method of determining absolute concentration of diamond moleculus in highly rarefied vapours | |
Davidson et al. | High temperature absorption coefficients of O2, NH3, and H2O for broadband ArF excimer laser radiation | |
Lachish et al. | Tunable diode laser based spectroscopic system for ammonia detection in human respiration | |
Okuno et al. | Development of in-situ gas analyzer for hydrogen isotopes in fusion fuel gas processing | |
US4066904A (en) | Method of measurement of the concentration of a substance contained in a gas and devices for carrying out said method | |
Rawlins et al. | Optical diagnostics and kinetics of discharge-initiated oxygen-iodine energy transfer | |
Battles et al. | Quantitative planar laser-induced fluorescence imaging of radical species in high pressure flames | |
Li et al. | Calibration-free quantitative analysis of D/H isotopes with a fs-laser filament | |
Kreutner et al. | Comparison of spontaneous Raman and CARS measurements in a laminar flame at atmospheric pressure | |
Margoshes et al. | Emission spectrometry | |
US4402606A (en) | Optogalvanic intracavity quantitative detector and method for its use | |
Martin | Reciprocity between emission and absorption for rare earth ions in glass | |
Kincaid et al. | Raman cross‐section determination by direct stimulated Raman gain measurements | |
US4728189A (en) | Atomic absorption spectrophotometer | |
RU2626389C1 (en) | Method for optical determination of component, mainly hydrogen sulfide, and its concentration in gas flow | |
Macfarlane et al. | Self‐reversal in the exciton phosphorescence of 1, 4‐dibromonaphthalene | |
RU2181197C1 (en) | Procedure determining concentration of molecular iodine in gases |