لیزر برای طیف سنجی

لیزر برای طیف سنجی

با توجه به طیف گسترده ای از روش های طیف سنجی لیزری ، همچنین طیف وسیعی از منابع مختلف لیزری وجود دارد که برای چنین اهداف استفاده می شود:

  

از دیودهای لیزری تک فرکانسی کوچک می توان به عنوان منابع تنظیم کننده طول موج ارزان و جمع و جور استفاده کرد. طول موج انتشار اغلب به سادگی با تغییر جریان درایو تنظیم می شود ، که بر دما تأثیر می گذارد. طرح های دقیق تر شامل تشدید کننده لیزری خارجی شامل عناصر نوری انتخاب کننده طول موج است. چنین لیزرهای دیود حفره خارجی عملکرد بالاتری را ارائه می دهند.

برخی از لیزرهای حالت جامد قابل تنظیم پهنای باند ، مانند لیزرهای تیتانیوم-یاقوت کبود ، سلنید روی و کروم سولفید (Cr2+: ZnSe ، Cr2+: ZnS ، به رسانه های افزایش لیزر دوپ شده با کروم مراجعه کنید) ، لیزرهای Cr4+: MgSiO4 (forsterite) و erbium-doped لیزرهای الیافی می توانند دامنه طول موج دهها تا صدها نانومتر را پوشش دهند و غالباً قدرت خروجی قابل توجهی را ایجاد می کنند و سر و صدای لیزر کم است. در برخی موارد ، عملکرد سوئیچ Q با تولید پالس های نانو ثانیه مفید است. نمونه های مهم طیف سنجی شکست ناشی از لیزر و LIDAR هستند. انرژیهای پالس بالا همراه با عرض خط باریک (معمولاً در عملکرد تک فرکانسی) اغلب مورد توجه هستند.

در طیف سنجی رامان از لیزرهای حالت جامد با طول موج ثابت با قدرت نسبتاً بالا استفاده می شود. عرض خط باریک مهم است.

اشعه مادون قرمز میانی و تراهرتز را می توان با لیزرهای کوانتومی آبشار تولید کرد که اغلب عملکرد بهتر و راحتی بیشتری نسبت به لیزرهای نمک سربی که قبلاً اغلب استفاده می شد ، ارائه می دهد. مناطق دارای طول موج بسیار وسیع با چنین منابعی قابل دسترسی است.

لیزرهای قفل شده حالت ، معمولاً به صورت لیزرهای حالت جامد ، که قطارهای پالس های فوق کوتاه را منتشر می کنند ، برای ایجاد شانه های فرکانسی (اغلب به بالا مراجعه کنید) ، اغلب با فرکانس های نوری بسیار پایدار استفاده می شود.

لیزرهای رنگی می توانند به مناطق وسیع طول موج ، به ویژه در محدوده طیفی مرئی ، اما همچنین در نزدیکی فرابنفش و نزدیک مادون قرمز دسترسی داشته باشند. نسخه های موج پیوسته ، پالس و حالت قفل وجود دارد.

نوسان سازهای پارامتری نوری ، پمپ شده با انواع مختلف لیزرها در موج پیوسته ، با پالس های نانو ثانیه ، پیکوسکوند یا فمتوسکوم ، اغلب می توانند در نواحی با طول موج بسیار وسیع تنظیم شوند و می توانند به مناطق طیفی دسترسی داشته باشند که مستقیماً با لیزر قابل دسترسی نیستند. گسترش طول موجهای کوتاهتر با روشهایی مانند دو برابر شدن فرکانس و تولید فرکانس مجموع امکان پذیر است ، در حالی که ایجاد فرکانس اختلاف روشی برای تولید تابش طول موج بلند (اغلب مادون قرمز یا حتی تراهرتز) است.

تولید Supercontinuum می تواند به عنوان روشی برای تولید نور پهن باند مورد نیاز برای اندازه گیری های طیف سنجی مورد استفاده قرار گیرد. این روش طیف های بسیار گسترده ای را ارائه می دهد ، اغلب در ترکیب با انسجام فضایی بالا و قدرت نوری قابل توجه.

این فهرست منابع لیزری کامل نیست. حتی انواع عجیب و غریب لیزرها و منابع غیر خطی گاهی اوقات برای برآوردن الزامات خاص برای کاربردهای طیف سنجی استفاده می شود.

سطح پایین نویز لیزر اغلب برای طیف سنجی دقیق مهم است. انواع مختلف نویز ، مانند نویز شدت ، نویز فاز (مربوط به پهنای باند محدود نوری) یا تکان دادن زمان ، ممکن است مرتبط باشند. بنابراین اغلب از طرحهای پیچیده برای عملکرد کم سر و صدا و تثبیت لیزرها استفاده می شود. اینها اغلب تا آنجا که به تثبیت فرکانس مربوط می شود ، شامل تکنیک های طیف سنجی است. در موارد شدید ، عرض خطی زیر 1 هرتز بدست می آید.