В настоящее время на основе применения лазеров в химическом анализе разработано большое количество аналитических методов. Однако следует иметь в виду, что все эти методы имеют локальный характер. При этом определение химического состава проб может осуществляться как в лабораторных условиях, так и в полевых, когда, анализ проводится непосредственно в месте забора проб. Основные методы анализа газов и твердых веществ с помощью лазеров приведены в табл. 8.5 и 8.6. Некоторые методы имеют неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными методами анализа, другие — еще только развиваются. Рассмотрим ряд методов более подробно и отметим положительные и отрицательные моменты с точки зрения применения их для решения экологических проблем [11].[ ...]
Следовательно, эффект усиления обусловлен большим количеством генерируемых мод в пределах контура спектрального излучения лазера и примерным равенством а и т . Например, при / = Ю4 и а - Г = 1СГ3 может быть достигнуто усиление порядка 107.[ ...]
Поскольку лазерное возбуждение флуоресценции является чувствительным методом, то он используется для обнаружения слабых полос поглощения в спектре фотовозбуждения даже при незначительном поглощающем столбе.[ ...]
Возможны различные виды лазерного флуоресцентного возбуждения атомов (уровни /—6 на рис. 8.9). Так, на рис. 8.9,с показан случай резонансной флуоресценции с основного состояния на возбужденный уровень. Флуоресцентный переход с верхнего возбужденного уровня на промежуточный возбужденный уровень (рис. 8.9,6) часто называют стоксовой линейчатой флуоресценцией. При двухфотонном переходе (рис. 8.9,в) с основного уровня на возбужденный (0 —> 1) суммируются энергии двух длинноволновых фотонов. При этом излучение может происходить в ультрафиолетовой (УФ) области или двухступенчатым процессом в видимой и инфракрасной (ИК) областях. Резонансная флуоресценция имеет место и с возбужденных состояний (рис. 8.9,г). Флуоресцентные переходы на основное состояние (рис. 8.9,(3) или на другое состояние, расположенное ниже возбужденного состояния (рис. 8.9,[ ...]
Метод многофотонной ионизации, основанный на лазерной двухфотонной ионизации, имеет теоретический порог обнаружения 1 молекула на 1 см3. Схемы ионизационных переходов в молекуле при двухфотонной резонансной ионизации приведены на рис 8.11. Первый фотон резонансно поглощается молекулой в молекулярной полосе S0 —> S] При высокой интенсивности лазерного излучения может произойти поглощение второго фотона в момент, когда молекула находится в состоянии Sj. Этот процесс является резонансным, если энергии фотона достаточно для осуществления перехода в ионизационный континуум. Поперечное сечение зоны ионизации может быть больше только в том случае, если переход происходит через реальные промежуточные состояния. Следовательно, при сканировании энергии фотонов в области переходов полосы Sq- S в ионизационном токе будут наблюдаться максимумы, связанные с конкретными молекулярными состояниями.[ ...]
При настройке длины волны лазера на острый молекулярный резонанс можно повысить чувствительность обнаружения данной молекулы.[ ...]
Установка по исследованию КР состоит из лазера, облучаемой кюветы и светособирающей оптики со спектрометром.[ ...]
Во всех веществах при определенных значениях энергии фотона возникает фотоакустический эффект (оптоакустический), который обусловлен тем, что поглощение электромагнитного излучения твердым, жидким или газообразным образцом не приводит к флуоресценции или фосфоресценции со стопроцентным КПД, так как некоторая доля поглощенного излучения переходит в тепло, которое затрачивается на увеличение энергии движения молекул. В жидком или твердом веществе это тепло вызывает повышение температуры, которая при необходимости может быть измерена.[ ...]
Процесс поглощения излучения газовой средой сопровождается образованием акустической энергии, которая может быть обнаружена с помощью микрофона, находящегося в замкнутом объеме (камере), заполненном газом, и реагирующего на изменение давления в процессе поглощения излучения газом. График зависимости выходного сигнала микрофона от длины волны падающего излучения является фотоакустическим спектром поглощающего образца. При этом поглощенное образцом излучение будет влиять на фотоакустический сигнал и, следовательно, не будет помехой при измерениях значений близких к порогу чувствительности.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схематическое изображение кюветы Уайта 1 и 2 — вход и выход лазерного излучения; 3, 4 и 5 — зеркала внутри кюветы; 6 и 7 — вход и выход анализируемого газа; 8 — стенки кюветы |
 |
| Схема лазерного резонатора с анализируемой средой в резонаторе (а) |
|
| Спектры поглощения и флуоресценции многоатомных молекул / — кривая поглощения; 2 — кривая флуоресценции; / — интенсивность процессов; |
 |
| Различные атомные переходы при лазерном возбуждении атомной |
 |
| Схема фотоакустического спектрометра с длиной волны лазера, настроенного на линию поглощения образца 1 — прерыватель луча (обтюратор); 2 — кювета с образцом; 3 — микрофон; |
 |