Организация работы и разработки Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники
Отчет по практике - Разное
Другие отчеты по практике по предмету Разное
µктральное разрешение, нм/пиксель0,028Длина волны блеска, нм270Диапазон установки диаметра пятна лазерного излучения на поверхности пробы, мм0,2 - 1,2Поле зрения системы видеонаблюдения, мм х мм1,2х1,2Тип встроенного технологического лазераПолупроводниковый, 1мВт, 650-680 нм.
.4.2.2 Функциональные характеристики
Наименование параметра, единица измеренияНоминальное значениеДопустимые габаритные размеры анализируемых проб, ммОт 12х12х2 до 75х75х40Диапазон перемещения пробы (установленной на столике), осуществляемой системой позиционирования в двух взаимно перпендикулярных (XY) направлениях, мм5Шаг перемещения пробы, осуществляемой системой позиционирования вдоль осей XY, мкм1Среда рабочей камеры Среда спектрографаВоздух/разряженный воздух; Воздух/аргонОстаточное давление в рабочей камере (в режиме откачки воздуха), мм.рт.ст200Время откачки воздуха из рабочей камеры, с30
.4.2.3 Тип и характеристики системы возбуждения атомных эмиссионных спектров
Наименование параметра, единица измеренияНоминальное значениеТип системы ЛазерныйТип лазераТвердотельный АИГ:Nd3+частотный, 2-импульсныйДлина волны генерируемого излучения, нм1064Средняя энергия импульса излучения, мДж80-150Диапазон установки времени задержки между двумя импульсами, мксОт 0 до 20Частота следования сдвоенных импульсов излучения, Гц20Длительность импульса излучения, нс10-12Система охлаждения лазераАвтономная (вода - воздух)
.4.2.4 Общие характеристики
Наименование параметра, единица измеренияНоминальное значениеЭлектропитание220В, 50ГцПотребляемая мощность, Вт, не более: - аппаратный модуль (анализ); - аппаратный модуль в режиме StandBy; - программно-аппаратный комплекс (персональный компьютер и его периферия) 950 10 500Время выхода на рабочий режим, мин., не более15Время непрерывной работы, ч., не менее8Габаритные размеры (без компьютера), мм.1100х550х750Масса, кг.120
.4.3 Принцип действия
Анализатор состоит из следующих основных частей: лазера; системы сбора, передачи и пространственного разложения на монохроматические составляющие оптического излучения - спектрографа; системы регистрации спектров (детектора) - цифровой камеры; программно-аппаратного комплекса (ПАК) отображения, архивирования спектров и результатов анализа.
.4.3.1 Лазер
В анализаторе применен частотный 2-х импульсный лазер с модуляцией добротности на АИГ:Nd3+, генерирующий излучение с длиной волны 1064нм.Работа лазера основана на получении стимулированного излучения в активных элементах из кристаллов AHI:Nd3+при накачке излучением импульсной ксеноновой лампы.
Для получения 2-х импульсного излучения применяется оптическая система сведения импульсов от 2-х идентичных лазерных резонаторов. Специальная конструкция позволяет одновременно производить оптическую накачку 2-хактивных элементов одной импульсной лампой. Лампа и два активных элемента расположены в отражателе из кварцевого стекла с диффузным отражающим покрытием. Отражатель обеспечивает однородную засветку активных элементов и фильтрацию УФ части излучения лампы накачки. Часть возбуждающего излучения, попадающая в полосы поглощения ионов Nd3*, переводит последние в возбужденное состояние, приводя тем самым к инверсной населенности. По достижении пороговой инверсии лазер генерирует импульсы когерентного излучения.
Лазер используется в качестве импульсного источника энергии, и предназначен для формирования в приповерхностной зоне пробы яркосветящейся плазмы, спектральный состав излучения которой характеризует элементный (атомный) состав вещества или материала.
По своей сути двухимпульсный режим генерации является инженерной реализацией высокочастотного режима, при котором для пары импульсов реализуется частота следования до 1 МГц.
Излучение от источника лазерного излучения с помощью оптической системы с переменным фокусным расстоянием направляется на поверхность пробы. В результате фокусировки короткого импульса лазерного излучения длительностью 10 не, с энергией 80-150 мДж в пятно диаметром 0,2 - 1,2 мм на поверхности пробы может быть получена плотность мощности лазерного излучения 0.7-50 ГВт/см2.
Лазер в анализаторе исполняет одновременно роль системы пробоотбора, атомизации (распад молекул на атомы) вещества и возбуждения атомных эмиссионных спектров, а в некоторых случаях, и роль системы подготовки пробы к анализу.
.4.3.2 Формирование плазмы
При поглощении веществом энергии лазерного импульса, происходит нагрев, плавление и испарение нескольких микрограмм вещества. Под воздействием энергии переднего фронта лазерного импульса в испаренном радиально разлетающемся облаке вещества происходит образование области эрозионной плазмы. Движение частиц вещества в эрозионной плазме происходит со сверхзвуковой скоростью, что создает ударный фронт (зону повышенного давления) на границе плазма - воздух, который становится препятствием разлету вещества с прежней скоростью. В результате на границе плазма - воздух образуется область уплотненной плазмы, которая экранирует энергию продолжающего поступать центрального и заднего фронтов лазерного импульса.
Экранированная энергия не достигает поверхности пробы, а частично отражается, частично поглощается на границе плазма-воздух. Поглощенная на границе энергия приводит к переходу электронов атомов в свободное состояние. В результате экранирования приостанавливается процесс испарения вещества пробы. Далее, эрозионная плазма вещества продолжает расширяться в объеме