[LT] Bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras priklauso optikos sričiai ir gali būti panaudotas diferencialinėje optinėje spektroskopijoje.@Bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras sudarytas iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio (1), monochromatoriaus (3), dažnio bangos ilgio moduliatoriaus (4), optinio komutatoriaus (5), prie kurio prijungtas fiksuotų padėčių daviklis (9), fotoimtuvo (6) irregistratoriaus (19), papildomai įmontuoti dažnio šviesos intensyvumo moduliatorius, du dažnių ir atraminio signalo davikliai (10,11), du dažnių ir sinchroniniai stiprintuvai (7,8), turintys po du įėjimus ir po vieną išėjimą, keturis atminties elementus (12,13,14,15), turinčius po du įėjimus ir po vieną išėjimą, du įtampos dalybos keitiklius (16,17), turinčius po du įėjimus ir po vieną išėjimą ir diferencinį stiprintuvą (18).
[EN] A wave-modular light spectrometer relates to optics and can be used in the differential optical spectroscopy. A wave-modular light spectrometer comprises a light source (1), optically connected to a monochromator, (3), a modulator of the wavelength of the frequency (4) an optic switch (5), a transmitter (9) of fixed positions is connected to which, a photoreceiver (6) and a registrator (19). A modulator of the light intensity of the frequency , two transmitters of the frequency and reference signal (10,11), two synchronical amplifiers of the frequency (7,8) with two inputs and one output and with four memory elements (12,13,14,15) with two inputs and one output, two voltage division converters (16,17) with two inputs and one output and differentiating amplifier (18).
[0001] Išradimas priklauso optikos sričiai ir gali būti panaudotas diferencinėje optinėje spektroskopijoje.
[0002] Žinomas bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras, susidedantis iš šviesos šaltinio, monochromatoriaus, fokusavimo sistemos, fotoimtuvo, dviejų elektroninių raktų, stroboskopinio bloko, pertraukėjo su davikliu, dviejų potenciometrų, trijų sinchroninių stiprintuvų, dviejų elektromechaninių blokų, bangos ilgio moduliatoriaus ir registratorių (M. Welkovsky, R. Braunstein, A double bean single detector vvavelength modulation spectrometer, Rev. Sci. Instrum., V.43, No 3, p. 339-407 (1972)).
[0003] Šio spektrometro matavimo tikslumą žymiai sumažina dviejų, kintančių laikui bėgant , skirtingo dydžio signalų nevienalaikis matavimas.
[0004] Artimiausias techninis sprendimas yra bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras, susidedantis iš monochromatoriaus su reguliuojamu įėjimo plyšiu, šviesos šaltinio, bangos ilgio moduliatoriaus (vibruojančio veidrodžio), variklio , reguliuojančio monochromatoriaus įėjimo plyšį, optinio perjungiklio, suskirstančio monochromatoriaus šviesos spindulį į krintantį ir atsispindėjusį nuo bandinio, fotoimtuvo, pradinio stiprintuvo, elektroninio perjungiklio, veikiančio sinchroniškai su optiniu perjungikliu, grįžtamo ryšio grandinių ir registravimo prietaisų (R. Zucca, Y. R. Shen, Wide range vvavelength modulation spectrometer, Applied Optics, V. 12, No 6, p. 1293-1298(1973)).
[0005] Šio spektrometro trūkumas tame , kad įėjimo plyšį ekranuojanti slankiojanti fotometrinė diafragma, palaikydama pastovų spektro intensyvumą, duoda sistemines matavimo paklaidas.
[0006] Išradimo tikslas - spektrometro matavimo tikslumo padidinimas.
[0007] Tikslas pasiekiamas bangiškai moduliuotos šviesos spektrometru, susidedančiu iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio (1), monochromatoriaus (3), dažnio co bangos ilgio moduliatoriaus (4), optinio komutatoriaus (5), prie kurio prijungtas fiksuotų padėčių daviklis (9), fotoimtuvo (6) ir registratoriaus (19), papildomai įstačius dažnio Oh šviesos intensyvumo moduliatorių, du dažnių co ir toi atraminio signalo daviklius (10, ii), uu dažnių tu ii uą sinchroninius stiprintuvus (7, 8), turinčius po du įėjimus ir po vieną išėjimą, keturis atminties elementus (12, 13, 14, 15), turinčius po du įėjimus ir po vieną išėjimą, du įtampos dalybos keitiklius (16, 17) , turinčius po du įėjimus ir po vieną išėjimą ir diferencinį stiprintuvą (18).
[0008] Fotoimtuvo (6) išėjimas sujungtas su pirmaisiais co ir coi dažnių sinchroninių stiprintuvų (7, 8) įėjimais, dažnio co atraminio signalo daviklis (10) sujungtas su bangos ilgio moduliatoriumi (4), dažnio Oh atraminio signalo daviklis (11) - su dažnio coi šviesos intensyvumo moduliatoriumi (2), dažnio co atraminio signalo daviklio (10) išėjimas - su dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) antruoju įėjimu, dažnio oh atraminio signalo daviklio (11) išėjimas - su dažnio Qh_ sinchroninio stiprintuvo (8) antru įėjimu, dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) išėjimas - su atminties elementų (12, 13) pirmaisias įėjimais, dažnio o>i sinchroninio stiprintuvo (8) išėjimas - su atminties elementų (14, 15) pirmaisiais įėjimais, dažnio cox optinio komutatoriaus fiksuotų padėčių daviklio (9) išėjimas - su atminties elementų (12, 13, 14, 15) antraisiais įėjimais, pirmojo atminties elemento (12) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) pirmuoju įėjimu, antrojo atminties elemento (13) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) pirmuoju įėjimu, trečiojo atminties elemento (14) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) antruoju įėjimu, ketvirtojo atminties elemento (15) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) antruoju įėjimu, pirmojo ir antrojo įtampų dalybos keitiklių (16, 17) išėjimai - su diferencinio stiprintuvo (18) pirmuoju ir antruoju įėjimais, diferencinio stiprintuvo (18) išėjimas - su registratoriaus 19 pirmuoju įėjimu.
[0009] Stiprintuvai (7, 8) įjungti minėtu būdu į siūlomo spektrometro schemą sumažina triukšmų įtaką matavimo rezultatams. Įtampos dalybos keitikliai (16, 17), atminties elementai (12, 13, 14, 15) ir optinis komutatorius (5) sudaro sąlygas atlikti matavimus IŲl),
[0010] I0( X), > ""3^' v^enu metu 5 kur I -atspindžio šviesos intensyvumas, Io krintančios šviesos intensyvumas, X - bangos ilgis, vienu metu. Įtampos dalybos keitikliai (16, 17) neleidžia atsirasti paklaidoms dėl šviesos šaltinio nestabilumo.
[0011] Išradimas aiškinamas brėžiniu fig.l, kuriame pavaizduota įrenginio blokinė schema.
[0012] Siūlomas bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras s i if imi vi n s is oniiskm sujungiu šviesos š 'ti T i n i o f M. dažnio šviesos intensyvumo moduliatoriaus (2), monochromatoriaus (3), dažnio co bangos ilgio moduliatoriaus (4), optinio komutatoriaus (5), fotoimtuvo (6), dviejų dažnių co ir a>i atraminio signalo daviklių (10, 11), dviejų dažnių co ir coi sinchroninių stiprintuvų (7, 8) kurie turi po du įėjimus ir po vieną išėjimą, keturių atminties elementų (12-15), kurie turi po du įėjimus ir po vieną išėjimą, du įtampų dalybos keitiklius (16-17), kurie turi po du įėjimus ir po vieną išėjimą ir diferencinį stiprintuvą (18) . Fotoimtuvo (6) išėjimas sujungtas su co ir coi dažnių sinchroninių stiprintuvų (7, 8) pirmaisiais įėjimais, dažnio co atraminio signalo daviklis (10) sujungtas su bangos ilgio moduliatoriumi (4), dažnio cch atraminio signalo daviklis (11) - su dažnio oh šviesos intensyvumo moduliatoriumi (2), dažnio co atraminio signalo daviklio (10) išėjimas - su dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) antruoju įėjimu, dažnio o>i atraminio signalo daviklio (11) išėjimas - su dažnio Oh sinchroninio stiprintuvo (8) antru įėjimu, dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) išėjimas - su atminties elementų (12, 13) pirmaisiais įėjimais, dažnio oh sinchroninio stiprintuvo (8) išėjimas - su atminties elementų (14, 15) pirmaisiais įėjimais, dažnio co\ optinio komutatoriaus fiksuotų padėčių daviklio (9) išėjimas - su visų atminties elementų (12-15) antraisiais įėjimais, pirmojo atminties elemento (12) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) pirmuoju įėjimu, antrojo atminties elemento (13) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) pirmuoju įėjimu, trečiojo atminties elemento (14) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) antruoju įėjimu, ketvirtojo atminties elemento (15) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) antruoju įėjimu, pirmojo ir antrojo įtampų dalybos keitiklių (16, 17) išėjimai - su diferencinio stiprintuvo (18) pirmuoju ir antruoju įėjimais, diferencinio stiprintuvo (18) išėjimas - su registratoriaus 19 įėjimu. Bandinys (20) įdedamas į bandinio laikiklį, esantį kriostate (brėžinyje neparodyta), kuris prijungtas prie optinio komutatoriaus (5).
[0013] Siūlomas bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras veikia sekančiai: Šviesos šaltinio (1) šviesa moduliuojama dažnio coi optinio intensyvumo moduliatoriumi (2) ir patenka į monochromatorių (3), kuriame šviesa dažniu co moduliuojama bangiškai su bangos ilgio moduliatoriumi (4), patenka į optinį komutatorių (5), kuris paeiliui komutuoja į fotoimtuvą (6) krintančią ir atsispindėjusią nuo bandinio (20) šviesą dažniu čą . Fotoimtuvo (6) signalas susideda iš keturių ęlnvhncru ęiortaiir <1a7mo «:jan?lo nrorinrrinrro (.'rmt^prirvc šviesos į bandinį (20) intensyvumui (/(/l)); dažnio co signalo, proporcingo krintančios šviesos įbandinį (20) intensyvumo 70 pagal bangos ilgį X
[0014] 31
[0015] pirmajai išvestinei —; dažnio coi signalo, proporcingo atspindžio
[0016] dX
[0017] šviesos nuo tiriamo bandinio (20) intensyvumui ( h{ X))\ dažnio co signalo, proporcingo atspindžio šviesos nuo tiriamo bandinio (20)
[0018] Keturi signalai dažnių co ir cth yra sustiprinami sinchroniniais stiprintuvais (7, 8), kuriems atraminius signalus sukuria atraminių signalų davikliai (10) ir (11). Sinchroniškai detektuoti signalai nuo sinchroninių stiprintuvų (7) ir (8) išėjimų paduodami į atminties elementus (12, 13) ir (14, 15) atatinkamai. Atminties elementų (12, 13, 14, 15) darbą sinchroniškai su optiniu komutatoriumi (5) valdo optinio komutatoriaus fiksuotų padėčių daviklis (9).
[0019] Visi keturi signalai vienu metu apdorojami atminties elementų
[0020] (12, 13, 14, 15) ir paduodami į įtampų dalybos keitiklius (16, 17). Įtampų dalybos keitiklis (16) sudalina signalus, išeinančius iš atminties elementų (12 ir 14). Įtampų dalybos keitiklio (16) išėjimo signalas yra proporcingas fotoimtuvo (6) signalų santykiui, kurį sukelia moduliuotos dažniais cth ir co atsispindėjusio nuo bandinio (20) šviesos spindulys. Įtampų dalybos keitiklis (17) sudalina signalus išeinančius iš atminties elementų (13) ir (15). Įtampų dalybos keitiklio (17) išėjimo signalas yra proporcingas fotoimtuvo (6) signalų santykiui, kurį sukelia moduliuotos dažniais oą ir co krintančios į bandinį (20) šviesos spindulys. Signalai iš įtampų dalybos keitiklių (16) ir (17) patenka į diferencinį stiprintuvą (18). Iš diferencinio stiprintuvo (18) išėjimo signalai paduodami į registratorių (19). Registratoriaus (19) įėjimo signalas yra proporcingas atspindžio koeficiento R( X) pirmajai išvestinei pagal bangos ilgį X ir padalintam iš atspindžio koeficiento R:
[0021]
[0022] dR 1
[0023] priklausomybės nuo bangos ilgio spektras leidžia tiksliai dX R
[0024] nustatyti spektro R( X) pikų padėtį ir bandinio optinės anomalijas. Todėl bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras gali būti panaudotas kristalų bandinių optinių savybių tyrimui fazinių virsmų srityje arba tirti R( X) spektro pokyčiams, veikiant bandini išoriniais po veikiais (temperatūrai, slėgiui arba išoriniam elektriniam laukui).
[0025] Šviesos intensyvumo moduliatoriaus (2) dažnis a>z buvo parinktas 800Hz, bangos ilgio moduliatoriaus (4) dažnis co buvo 30Hz, o optinio komutatoriaus fiksuotų padėčių daviklio (9) dažnis eybuvo 1Hz.
[0026] Išradime pateiktas bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras matuoja tiksliai dėl sekančių priežaščių: 1. Dėl sinchroninių stiprintuvų (7, 8) panaudojimo panaikina fotoimtuvo (6) žemo dažnio triukšmų įtaka signalams,
[0027] 2. Visi keturi signalai proporcingi 7(/l), 70(/l),-^^, 8/.
[0028] —dėl įtampų dalybos keitiklių (16, 17), atminties elementų (12-ČU
[0029] 3. Dėl įtampų dalybos keitiklių (16, 17) panaudojimo matuojami signalai, proporcingi santikiniams dydžiams
[0030] dl°{x) l išnyksta paklaidos, kurias sukelia šviesos
[0031] dX I0(A)
[0032] 4. Spektrometre nenaudojama įėjimo plyšio ekranavimo fotometrinė diafragma ir elektromechaniniai blokai. Todėl išnyksta paklaidos, susijusios su fotometrinės diafragmos panaudojimo trūkumais. 5. Išradime pateiktas spektrometras techniniu požiūriu yra universalus optinis įrenginys. Atlikus nedidelius optinių elementų perstatymus, spektrometras gali būti panaudotas įvairaus tipo diferencialinių ir paprastų optinių spektrų tyrimui.
Bangiškai moduliuotos šviesos spektrometras susidedantis iš optiškai sujungtų šviesos šaltinio (1), monochromatoriaus (3), dažnio co bangos ilgio moduliatoriaus (4), optinio komutatoriaus (5), prie kurio prijungtas fiksuotų padėčių daviklis (9), fotoimtuvo (6) ir registratoriaus (19) besiskiriantis tuo, kad papildomai įstatytas dažnio oh šviesos intensyvumo moduliatorius (2), du dažnių co ir oh atraminio signalo davikliai (10, 11), du dažnių co ir 6) 2 sinchroniniai stiprintuvai (7, 8), turintys po du įėjimus ir po vieną, išėjimą, keturi atminties elementai (12, 13, 14, 15), turintys po du įėjimus ir po vieną išėjimą, du įtampų dalybos keitikliai (16, 17), turintys po du įėjimus ir po vieną išėjimą ir diferencinis stiprintuvas (18), kur fotoimtuvo (6) išėjimas sujungtas su pirmaisiais co ir co? dažnių sinchroninių stiprintuvų (7, 8) įėjimais, dažnio co atraminio signalo daviklis (10) sujungtas su bangos ilgio moduliatoriumi (4), dažnio o>i atraminio signalo daviklis (11) - su dažnio coz šviesos intensyvumo moduliatoriumi (2), dažnio co atraminio signalo daviklio (10) išėjimas - su dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) antruoju įėjimu, dažnio coi atraminio signalo daviklio (11) išėjimas - su dažnio oh sinchroninio stiprintuvo (8) antru įėjimu, dažnio co sinchroninio stiprintuvo (7) išėjimas - su atminties elementų (12, 13) pirmaisias įėjimais, dažnio oą sinchroninio stiprintuvo (8) išėjimas - su atminties elementų (14, 15) pirmaisiais įėjimais, dažnio oo\ optinio komutatoriaus fiksuotų padėčių daviklio (9) išėjimas - su visų atminties elementų (12, 13, 14, 15) antraisiais įėjimais, pirmojo atminties elemento (12) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) pirmuoju įėjimu, antrojo atminties elemento (13) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) pirmuoju įėjimu, trečiojo atminties elemento (14) išėjimas - su pirmojo įtampų dalybos keitiklio (16) antruoju įėjimu, ketvirtojo atminties elemento (15) išėjimas - su antrojo įtampų dalybos keitiklio (17) antruoju įėjimu, pirmojo ir antrojo įtampų dalybos keitiklių (16, 17) išėjimai - su diferencinio stiprintuvo (18) pirmuoju ir antruoju įėjimais, diferencinio stiprintuvo (18) išėjimas - su registratoriaus 19 pirmuoju įėjimu.