لیزر برای اسپکتروسکوپی

لیزر برای اسپکتروسکوپی

با توجه به طیف گسترده ای از روش ها برای طیف سنجی لیزر ، طیف گسترده ای از منابع مختلف لیزر نیز وجود دارد که برای چنین اهدافی استفاده می شود:

دیودهای لیزری تک فرکانس کوچک می توانند به عنوان منابع قابل تنظیم با طول موج ارزان و جمع و جور استفاده شوند. طول موج انتشار اغلب با تغییر جریان درایو تنظیم می شود که بر دما تأثیر می گذارد. طرح های تصفیه شده بیشتر شامل یک تشدید کننده لیزر خارجی است که شامل عناصر نوری انتخابی طول موج است. چنین لیزرهای دیود حفره خارجی عملکرد بالاتری را ارائه می دهند.  

برخی از لیزرهای حالت جامد قابل تنظیم باند پهن ، مانند لیزرهای تیتانیوم - یاقوت کبود ، لیزرهای کروم روی سلنید و سولفید (Cr2 +: ZnSe ، Cr2 +: ZnS ، به رسانه های افزایش سود کروم نگاه کنید) ، Cr4 +: لیزرهای MgSiO4 (فورستریت) و الیاف اربیم لیزرها می توانند دامنه های طول موج ده ها تا صدها نانومتر را پوشش دهند و اغلب نیز یک قدرت خروجی قابل توجه و سر و صدای کم لیزر را فراهم می کنند. در بعضی موارد ، عملکرد سوئیچ Q با تولید پالس های نانو ثانیه مفید است. نمونه های مهم طیف سنجی تجزیه ناشی از لیزر و LIDAR است. انرژی پالس بالا همراه با عرض باریک (معمولاً در عملکرد تک فرکانس) اغلب مورد توجه است.

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

تابش مادون قرمز و تابش تراه هرتز می تواند با لیزرهای آبشار کوانتومی تولید شود ، که اغلب عملکرد بهتر و راحتی بیشتری نسبت به لیزرهای نمک سرب که قبلاً اغلب استفاده می شد ، ارائه می دهد. مناطق با طول موج بسیار گسترده با چنین منابعی قابل دسترسی هستند.

از لیزرهای حالت قفل شده ، معمولاً به صورت لیزرهای حالت جامد ، قطارهایی از پالس های فوق کوتاه ، برای تولید شانه های فرکانسی استفاده می شود (نگاه کنید به بالا) ، اغلب با فرکانس های نوری بسیار تثبیت شده.

لیزرهای رنگی می توانند به مناطق طول موج گسترده ، بخصوص در محدوده طیفی قابل مشاهده ، بلکه در ماوراlet بنفش نزدیک و مادون قرمز نزدیک دسترسی داشته باشند. نسخه های موج پیوسته ، پالسی و حالت قفل شده وجود دارد.

اسیلاتورهای نوری پارامتری ، با انواع لیزرها در عملکرد موج پیوسته ، با پالس های نانو ثانیه ، پیکو ثانیه یا فمتوسکند ، اغلب در مناطق طول موج بسیار گسترده تنظیم می شوند و می توانند به مناطق طیفی دسترسی داشته باشند که به طور مستقیم با لیزر قابل دسترسی نیستند. امتداد به طول موجهای کوتاهتر با روشهایی مانند دو برابر شدن فرکانس و تولید فرکانس جمع امکان پذیر است ، در حالی که تولید فرکانس اختلاف روشی برای تولید تابش با طول موج بلند (غالباً مادون قرمز یا حتی تراه هرتز) است.

تولید Supercontinuum را می توان به عنوان یک روش برای تولید نور باند پهن به عنوان مورد نیاز برای برخی از اندازه گیری های طیف سنجی استفاده کرد. این روش طیف بسیار گسترده ای را فراهم می کند ، که اغلب در ترکیب با انسجام فضایی بالا و یک قدرت نوری قابل توجه است.

این لیست از منابع لیزر کامل نیست. حتی بعضی اوقات از انواع لیزرها و منابع غیرخطی برای تأمین نیازهای خاص برای کاربردهای طیفی استفاده می شود.

سطح پایین صدای لیزر اغلب برای طیف سنجی دقیق مهم است. انواع مختلفی از نویز ، مانند نویز شدت ، نویز فاز (مربوط به پهنای باند نوری محدود) یا زمان لرزش ، ممکن است مرتبط باشد. از این رو اغلب از طرح های کم و بیش پیچیده ای برای عملکرد کم صدا و تثبیت لیزرها استفاده می شود. این خود اغلب شامل تکنیک های طیف سنجی است ، تا آنجا که به تثبیت فرکانس مربوط می شود. در موارد شدید ، یک پهنای خط زیر 1 هرتز بدست می آید.