VIS-IR Спектрально-измерительный комплекс на базе MSDD 1000

Спектрально-измерительный комплекс предназначен для измерения люминесценции и коэффициентов отражения/пропускания в спектральном диапазоне 400-2700 нм.

Функциональная схема установки для измерения коэффициентов отражения/ пропускания приведена на рисунке 1. В состав установки входят: монохроматор-спектрограф MSDD 1000, осветитель с фокусирующей системой (не показан), конденсор - F#-matcher с фильтровым колесом, детекторы на видимый и ближний ИК диапазоны с узлами сопряжения, комплект световодов и два измерительных модуля – модуль отражения/пропускания и модуль пропускания.

Измерение отражения

Выходное излучение MSDD 1000 с помощью световода  заводится в модуль отражения/ пропускания. Для уменьшения потерь выходное излучение MSDD 1000 заводится в световод с помощью конденсора, согласующего фокальное число световода с фокальными числом MSDD 1000. Кроме того, в составе конденсора используется автоматизированное фильтровое колесо с фильтрами для обрезания высших порядков дифракции.

С помощью коллиматора осветителя модуля отражения/пропускания излучение со световода преобразуется в квазиколлимированный пучок, который направляется зеркалом на делитель пучка 50/50. Прошедшее сквозь делитель пучка излучение (примерно 50 процентов) с помощью объектива фокусируется на образце. Для данной схемы измерений принципиально важно, чтобы поверхность образца была расположена нормально к падающему пучку. Тогда отражённый от образца пучок возвращается по пути падающего, проходит сквозь объектив и попадает на делитель пучка. Отражённая от делителя пучка часть излучения (примерно 50 процентов) направляется в коллиматор выхода. С помощью световода, установленного после коллиматора выхода, излучение поступает на детекторы для регистрации спектров отражения. Для ввода излучения в детекторы применён одноканальный световод, что предполагает его переключение в зависимости от используемого детектора.

Измерение пропускания

При измерении пропускания используется как модуль пропускания, так и модуль отражения. Для измерения пропускания выходной наконечник осветительного световода отключается от модуля отражения/пропускания и подключается к модулю пропускания. С помощью аналогичного коллиматора осветителя излучение со световода преобразуется в квазиколлимированный пучок, который с помощью объектива фокусируется на образце, расположенном внутри криостата.
Прошедшее сквозь объектив излучение поступает в модуль отражения/ пропускания и идёт по тому же пути, что и отражённое от образца излучение при измерении отражения: проходит через объектив, отражается от передней поверхности делителя пучка, направляется в коллиматор выхода, и далее с помощь световода поступает на детекторы для регистрации спектров пропускания.

Рис.1

Измерение люминесценции в диапазоне 400-2700 нм

Функциональная схема установки для измерения люминесценции приведена на рисунке 2. Схема построена с использованием модуля отражения/пропускания, который применялся при проведении фотометрических измерений.

Возбуждение люминесценции производится с помощью лазера, излучение которого с помощью световода заводится в модуль отражения/пропускания. В связи с тем, что осветительный и выходной коллиматоры модуля отражения/пропускания идентичны, световод от лазера подключается к выходному коллиматору. Сформированный коллиматором квазиколлимированный пучок направляется на 45-градусный Edge-фильтр, который устанавливается вместо делителя пучка. Отражённое Edge-фильтром излучение с помощью объектива фокусируется на образце. Так же как и для измерения отражения, при люминесцентных измерениях образец должен располагаться таким образом, чтобы поверхность образца была расположена нормально к падающему пучку. Тогда отражённый от образца пучок возвращается по пути падающего, проходит сквозь объектив и далее направляется на Edge-фильтр, который блокирует излучение длины волны лазера и пропускает излучение более длинноволновой области, в том числе и излучение люминесценции. Прошедшее сквозь Edge-фильтр излучение с помощью зеркала направляется в коллиматор входа, выполняющий в данном случае функции выходного коллиматора, и с помощь световода, установленного за этим коллиматором, заводится на вход MSDD 1000. Разложенное в спектр излучение люминесценции с выхода MSDD 1000 поступает на детекторы с помощью световода. Также как и для фотометрических измерений, выходное излучение MSDD 1000 заводится в световод с помощью конденсора.

Рис.2

• Монохроматор-спектрограф MSDD 1000
• Детектор SDA-010 с комплектом кабелей
• Детектирующий модуль IA-020-TE2-H с комплектом кабелей
• Узел сопряжения (поставлен в составе IA-020-TE2-H)
• Фильтровое колесо WFS-8
• Модуль отражения/пропускания
• Модуль пропускания
• Узел сопряжения с SDA-010
• Конденсор F#-matcher на выходной порт с возможностью подключения фильтрового колеса
• Конденсор F#-matcher на входной порт
• Комплект световодов