II Pracownia Fizyczna > Ćwiczenia laboratoryjne > Ćwiczenie 36

Laser barwnikowy strojony - 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 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. W. Demtroder - Spektroskopia laserowa.
2. R. Bauer, A. Balter, H. Cherek, A. Kowalczyk, Laser azotowy z prejonizacją.
3. Z. Leś - Wstęp do spektroskopii atomowej.
4. C. Kittel- Wstęp do fizyki ciała stałego.
5. A. Wrzesińska - Foto- i elektroluminofory krystaliczne.
6. Instrukcja obsługi doświadczenia "Laser barwnikowy strojony...".
7. About Lock-In Amplifiers, Stanford Research Systems, Application Note #3.
8. Signal Recovery with Photomultiplier Tubes - Photon Counting, Lock-In Detection or Boxcar Averaging?, Stanford Research Systems, Application Note #4.
9. Cz. Koepke, Instrukcja do ćwiczenia, Toruń 2002.