Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время в связи с расширением области применения спектрометрии постоянно возникает необходимость в новых средствах и
РОС. НАЦИОНАЛЬНА* | БИБЛИОТЕКА. CDertp
о» мм;
методах спекірл и.мого ана una. іаких коюрые работали бы во внелабораториыч ус.тннях. иотоляли бы проводить экспресс-анализ и т.п. Именно к такому к ыесу приборов относятся спектрометры на АО фильтрах, которые компактны, светосильны и не содержат перемещаемых или юстируемых элементов. Реализация многочисленных допустимых режимов управления позволит применять такие спектрометры для разнообразных іадач. В том числе имеется возможность разработки спектрально адашивных меюдов для задач мониторинга и контроля процессов в реальном времени. С учетом того, что АО фильтры не искажают изображения и применяются в различных вариантах видеоспектроскопии, бурно развивающейся в настоящее время, разработка новых методов использования АО спектрометров представляется важной и перспективной задачей
Положения, выносимые на защиту
1. Метод определения содержания газообразных веществ в воздухе,
основанный на регистрации спектра абсорбции контролируемой воздушной
массы с помощью трассового АО спектрофотометра и отличающийся тем,
что регистрация величины абсорбции ведется на выделенных спектральных
линиях, характеристических для обнаруживаемых веществ, а процедура
измерения является варьируемой в отношении числа линий, порядка их
регистрации и относительной длительности, позволяет снизить время
измерений в 10 и более раз по сравнению с режимом работы, основанном на
непрерывном сканировании спектрометра с такими же характеристиками.
2. Метод, основанный на периодическом скачкообразном
изменении (модуляции) фазы бегущей акустической волны в АО фильтре,
измерении прошедшею через АО фильтр светового потока и выделении
переменных составляющих сигнала фотоприемника, позволяет
зарегистрировать сигнал, пропорциональный величине производной по
длине волны спекіральноіі плотности светового потока, причем
при реї истрации фототока на частоте модуляции - первой производной,
а на удвоенной частоте модуляции - второй производной.
3. Фурье-образ аппаратной функции любого АО спектрометра
финитен и определяется длиной области дифракции света на звуке в АО
фильтре.
4. Существует такой шаг перестройки АО спектрометра по спектру
в ходе измерений, что множество регистрируемых отсчетов позволяет
однозначно восстановить (вычислить) спектрограмму в любой точке
спектра. Этот шаг дается формулой
Дй> =П( / LA п
где L - длина области АО взаимодействия. Л/;-разнос іь пока$аіелей преломления для падающей и дифрагированной волн в АО фильтре, с - скорое гь света.
Научная новизна результатов
Все предложенные методы являются новыми. Они непосредственно связаны с уникальными свойствами АО спектромс гров и поэтому могли появиться только по мере развития АО спектромеїрпи.
Впервые разработан метод абсорбционной спектроскопии газов с варьируемой (оптимизируемой) процедурой измерения.
Впервые разработан метод регистрации дифференциальных характеристик спектров для коллинеарных АО фильтров.
Впервые использована фазовая модуляция для получения дифференциальных характеристик спектров.
Впервые утверждение о финитности фурье-образа аппаратной функции АО спектрометров доказано для произвольного распределения амплитуды и фазы акустической волны по кристаллу.
Впервые произведена классификация задач коррекции аппаратных искажений АО спектрометров и выделено два фундаментальных класса задач таких, что в общем виде задача коррекции сводится к последовательному решению задач этих двух классов. Показано, что один из этих классов имеет единственное решение.
Практическая значимость полученных результатов
Разработанный метод количественного анализа содержания веществ в воздухе с использованием дифференциальной оптической сиекгроскопии, основанный на измерении спектра на ограниченном множестве характеристических спектральных линий, лег в основу управляющей программы для газоаналитического АО спектрометра.
і Разработанный АО спектрометр с фазовой модуляцией позволил
совместить регистрацию дифференциальных характеристик спектров с произвольной спектральной адресацией.
і Разработанная методология коррекции позволяет снизить
погрешность измерения относительных величин, таких как коэффициент пропускания и коэффициент абсорбции, а также абсолютных величин, например, интенсивности эмиссионных линий.
Объем и структура диссертации
