Strona główna

II Pracownia Fizyczna

Przestrajany impulsowy laser barwnikowy. Wyznaczanie średniego czasu gaśnięcia fotoluminescencji

Celem tego zadania jest zapoznanie studentów z nowoczesną czasowo-rozdzielczą spektroskopią laserową. Układ doświadczalny składa się z pompującego lasera azotowego, lasera barwnikowego strojonego, detektora promieniowania widzialnego (fotopowielacz), przedwzmacniacza oraz układu box-car'a podłączonego poprzez interface do komputera. Laser N2 oraz laser barwnikowy stanowią optyczny układ wzbudzający badaną próbkę (molekuły, ciało stałe). Reszta układu stanowi system detekcyjny działający w trybie zliczania poszczególnych fotonów luminescencji. Zliczanie odbywa się w ściśle określonym czasie (czas bramkowania) po impulsie lasera (odpowiednie opóźnienie). Wyniki pomiarów zapisywane są i przetwarzane w komputerze IBM PC.

Zagadnienia:

  1. Czasy życia atomów i drobin.
  2. Czasy gaśnięcia luminescencji w kryształach. Centra luminescencji.
  3. Lasery gazowe: N2, ekscymerowe.
  4. Lasery barwnikowe o pracy ciągłej.
  5. Detekcja sygnałów z fotopowielacza:
    • zliczanie fotonów,
    • bramkowany integrator,
    • cyfrowy box-car,
    • wzmacniacz lock-in.
  6. Opracowanie wyników pomiarów dotyczących czasów zaniku luminescencji.

Literatura

  1. Wolfgang Demtröder. Spektroskopia laserowa. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
  2. C. Kittel. Wstęp do fizyki ciała stałego. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1974.
  3. Instrukcja obsługi doświadczenia "Laser barwnikowy strojony...".
  4. About Lock-In Amplifiers, Stanford Research Systems, Application Note #3.
  5. Signal Recovery with Photomultiplier Tubes - Photon Counting, Lock-In Detection or Boxcar Averaging?, Stanford Research Systems, Application Note #4.
  6. Cz. Koepke, Instrukcja do ćwiczenia, Toruń 2002.
  7. R. Bauer, A. Balter, H. Cherek, A. Kowalczyk, Laser azotowy z prejonizacją.

WWW