P phân cực thẳng Q phân cực thẳn gR phân cực thẳng Tròn – thẳng 8 (2J J3(J-1) (1)(22JJ+1)1)®
THIẾT KẾ HỆ PHỔ LASER ĐÁNH DẤU PHÂN CỰC 3.1 Thiết kế thí nghiệm
3.1. Thiết kế thí nghiệm
Hiện nay, phòng thí nghiệm quang học-quang phổ của đại học Vinh đã được trang bị các thiết bị nghiên cứu hiện đại về lĩnh vực quang phổ học laser. Trên cơ sở các thiết bị hiện có, chúng tôi thiết kế một hệ thống đo phổ của các phân tử kim loại kiềm bằng kĩ thuật phổ laser đánh dấu phân cực. Sơ đồ của hệ thống được mô tả như trên hình 3.1.
Hình 3.1. Sơ đồ hệ thí nghiệm PLS cấu hình chữ V. Laser 1 và laser 2 tương là laser bơm và laser dò. F - bản λ/4, P1,P2 - kính phân cực, MC - máy đơn sắc, PMT
- ống nhân quang điện, FP - giao thoa kế Fabry-Perot, PD - photodiode, bxc – bộtích hợp boxcar, HC- đèn Holow cathode. tích hợp boxcar, HC- đèn Holow cathode.
Sơ đồ thí nghiệm PLS được bố trí như sau: Các chùm laser bơm và laser dò được điều chỉnh đồng thời truyền qua lò nung tạo mẫu sao cho miền xen phủ giữa hai chùm này trong lò tạo mẫu là lớn nhất. Trước và sau lò có hai kính phân cực Glan-Thomson (P1, P2) được đặt trên đường truyền của chùm dò. Các kính phân cực được đặt trên giá quay, cho phép tinh chỉnh góc quay của chúng xung quanh chùm tia laser dò. Để đo bước sóng của chùm dò, một bản tách chùm được sử dụng để tách một lượng nhỏ chùm dò và dẫn tới máy đo bước sóng loại Wavemaster (hình 3.2). Để thay đổi trạng thái phân cực (tròn hay thẳng) của chùm bơm thì một bản λ/4 (loại fresnel rhomb) được sử dụng thêm vào trên đường truyền của chùm bơm.
Hình 3.2. Máy đo bước sóng Wavemaster của hãng Coherent.
Tín hiệu PLS sau kính phân cực P2 được thu bởi một ống nhân quang điện. Tuy nhiên, để hạn chế các nhiễu (do phát huỳnh quang từ trong lò tạo mẫu và do ánh sáng tán xạ) trước ống nhân quang điện được đặt một máy đơn sắc để chỉ cho thành phần bước sóng của chùm dò truyền qua. Tín hiệu phổ phân cực từ ống nhân quang điện được chuyển đến bộ tích hợp boxcar (Bxc.3) để đồng bộ hóa với các tín hiệu khác trước khi lưu trữ vào máy tính.
Để định cỡ phổ phân cực chúng tôi sử dụng đèn hollow cathode và giao thoa kế. Trong quá trình scan bước sóng, một phần nhỏ chùm bơm được tách
và dẫn tới giao thoa kế Fabry-Perot và đèn hollow cathode. Các vân giao thoa được thu bởi một photodiode và chuyển vào boxcar (Bxc.1) còn các vạch phổ optogalvanic thì được thu lại bởi một boxcar khác (Bxc.2). Chi tiết quy trình định cỡ phổ sẽ được trình bày trong mục 3.5. Cần nhấn mạnh ở đây rằng, tất cả các tín hiệu từ ống nhân quang điện, đèn Hollow cathode và giao thoa kế đều được đồng bộ hóa bởi 3 boxcar trước khi đưa vào máy tính. Cả 3 boxcar này được kết nối với máy tính thông qua bộ giao diện máy tính computer interface (hình 3.3). Từ máy tính, một chương trình điều khiển sẽ được viết và điều khiển quá trình scan bước sóng của laser và điều khiển thời gian đóng- mở cổng của các boxcar.
Các tín hiệu từ ống nhân quang điện, từ đèn Hollow cathode, và giao thoa kế Fabry-Perot đồng bộ hóa qua ba bộ tích phân boxcar loại SR 250 của hãng Standford Rerearch Systems (hình 3.3).
Hình 3.3. Các bộ boxcar (model RS 245) và bộ giao diện máy tính (model RS 250) của hãng Standford Research System.
3.2. Các nguồn laser3.2.1. Laserbơm