Методика работы

Для регистрации эмиссионных спектров используют монохроматор (см. рис. 2). Это прибор, с помощью которого путем поворота диспергирующего элемента можно сканировать спектр излучения относительно выходной щели, регистрируя его таким образом. В качестве устройств, диспергирующих свет, используют дифракционные решетки, имеющие от нескольких сотен до нескольких тысяч штрихов на миллиметр, значительно реже - кварцевые или стеклянные призмы.

Рис. 2. Оптическая схема монохроматора (пояснения в тексте)

Излучение проходит во входную щель 1 и попадает на поворотное зеркало 2. От зеркала луч отражается в сферический объектив 4, в фокальной плоскости которого расположена входная щель. После чего луч доходит до дифракционной решетки 6, которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси с помощью двигателя 7, «вырезая» излучение в требуемом диапазоне длин волн. После дифракции луч фокусируется зеркальным сферическим объективом 5, отражается от зеркала 3 и выходит через выходную щель 8.

Рис. 2. Схема аппаратурного оформления ОЭС (1 – монохроматор; 2 – ФЭУ; 3 – ЭВМ; 4 – кварцевый световод; 5 – штатив для световода; 6 – конденсор; 7 – источник излучения, плазменный столб)

На рис. 2. представлена полная схема пути электромагнитных волн от источника излучения к монохроматору и последующей обработки сигнала. Излучение от источника 7 попадает в монохроматор с помощью световода 4, закреплённого на штативе 5. Предварительно излучение проходит через конденсор 6, который представляет собой собирающую линзу и служит для «сгущения» светового потока от довольно тусклого плазменного столба. После прохождения лучом монохроматора 1 осуществляется фотоэлектрическая регистрация аналитических сигналов с помощью фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) 2 с автоматической обработкой данных на ЭВМ 3.

Порядок работы с монохроматором:

Предварительно, в соответствии с полученным заданием, подготовьте источник излучения (разрядне лампы, технологические плазмы и т.п.) и оптически свяжите его со входной щелью монохроматора (разметите источник на оптической скамье перед входной щелью монохроматора или используйте оптоволокно монохроматора).

1. Включить компьютер.

2. Запустить программу для работы с монохроматором с помощью ярлыка «Спектроскопия МДР-12» на рабочем столе.

3. Нажать клавишу включения на лицевой панели блока питания монохроматора.

4. Когда программа потребует указать текущее положение решетки монохроматора, ввести значение длины волны 200.0 (нм).

5. После коррекции программа переходит в режим задания параметров (см.рис.3). Изменить имя файла накопления на удобное для вас (до 6 символов, в латинском регистре). Для этого нажать на «файл накопления», задать имя и нажать ENTER.

Рис. 3. Вид рабочего окна программы для работы с монохроматором

6. Изменить остальные параметры в соответствии с заданием к лабораторной работе (на рис. 3 указаны рекомендуемые параметры).

7. Выйти в режим снятия спектра нажатием F5, далее выбрать функцию «сканировать» (подтвердить ENTER). При запросе «установить решетку» нажать ESC.

8. При последующих измерениях переименовать файл (т.е. после сканирования будет создан новый спектр).

9. ВНИМАНИЕ! После последнего измерения необходимо перевести решётку монохроматора в положение 200 нм (для этого назначить сканирование в интервале длин волн от 200 до 200 нм, запустить сканирование, дождаться прекращения работы двигателя положения решетки).

10. После завершения работы закрыть программу с помощью клавиши ESC.

11. Для использования спектров в доступных для PC кодах (например, в графических пакетах Origin или Excel) необходимо конвертировать полученные файлы. Необходимая для конвертирования программа Fda-fdl.exe находится в папке «Монохроматор» на рабочем столе. Запустите программу. При запросе введите имя своего файла и новое имя (удобнее использовать то же). Процедуру повторить для всех ваших файлов. Файлы с новым расширением fdl (данные в форме электронной таблицы из двух столбцов) будут находиться в папке «Монохроматор».

12. Скопировать свои файлы (только fdl) себе на накопитель для дальнейшей работы.