Измерение спектральных характеристик волоконных световодов с органическими красителями
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ектров флюореiенции
Растворы родамина подготавливались следующим образом: твердые компоненты отвешивались на аналитических весах ВЛР-200 г (основные узлы которых представлены на рис. 2.3) с точностью взвешивания до 0,05 мг. Погрешность измерения массы по приборной шкале составляла не более 0,15 мг.
Навески Родамина 6Ж массой 25 мг помещались в стеклянную колбу и заливались 100 мл дистиллированной воды. 10 мл получившегося раствора переливали в другую колбу и добавляли еще 90 мл дистиллированной воды, все хорошо размешивали до полного растворения кристаллов.
Рис. 2.3. Основные рабочие узлы аналитических весов ВЛР - 200 г :
1 - основание; 2 - арретиры; 3 - дужка с подвеской; 4 - успокоитель колебаний коромысла; 5 - ручка регулирования нулевого положения шкалы; 6 - рычаги; 7 - серьги; 8 - калибровочные гайки; 9 - коромысло; 10 - регулировочные гайки; 11- опорная призма; 12 - стойка; 13 - кожух; 14 - ручка встроенных гирь; 15 - ручка установки отсчета; 16 - экран; 17- ручки введения весов в рабочее положение;18 - установочные ножки;19 - стрелка; 20 - объектив; 21 - оптическая шкала; 22 - ручка настройки четкости; 23 - конденсор; 24 - осветитель.
Таким образом, концентрации полученных растворов составили 25 мг/100 мл и 2,5 мг/100 мл, что эквивалентно концентрации Родамина 6Ж в световодах 250 мг/кг и 25 мг/кг. Аналогично получали раствор Родамина С в дистиллированной воде.
.3 Методика измерения спектров излучения растворов Родамина в дистиллированной воде
В качестве источника накачки растворов родамина в дистиллированной воде использовалось излучение от лазерного модуля KLM-D532-5-5.
Основные параметры лазерного модуля KLM-D532-5-5:
1.Длина волны лазерного излучения, нм: 532
2.Расходимость светового пятна лазерного излучения, мрад: 0,5
.Напряжение питания, В: 5
.Рабочий ток, мА :249
.Мощность лазерного излучения, мВт: 5,84
.Начальный диаметр пучка излучения, нм: 5.
Схемы измерения спектров излучения растворов родамина 6Ж и родамина С (которые подготовлены по методике 2.2) представлены на рис. 2.3. Спектрофотометром AvaSpec-2048 регистрировалось излучение флуореiенции, испускаемое в обратном по отношению к излучению накачки направлению, а также излучение, выходящее из оптической кюветы с раствором красителя. Спектрофотометр был соединен с персональным компьютером (на экране которого отображались спектральные зависимости) посредством USB кабеля. Растворы красителей нагревали до температуры 50 0С. Измерения спектров излучения флуореiенции производились в температурном диапазоне от 20 до 50 0С через каждые 2-3 0С.
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1 Спектральные характеристики растворов родамина
Спектральные характеристики флуореiирующих красителей хорошо известны. Спектры поглощения и флуореiенции, которые для многих красителей (в том числе и для родамина) зеркально симметричны относительно центральной длины волны обусловлены свойствами энергетических уровней молекул красителя [46].
Однако, как было выявлено при анализе литературных источников, спектр флуореiенции растворов красителей может зависеть от концентрации красителя, температуры и других факторов. Поэтому нами было проведено экспериментальное измерение спектров растворов родамина.
3.1.1 Объект исследования
В соответствии с целью и задачами работы (глава 1, раздел 1.8) в качестве объекта исследования использовались растворы Родамина 6Ж и Родамина С (рис.3.1.) в дистиллированной воде, подготовленные по методике описанной в главе 2, разделе 2.
Концентрация родамина в растворах составляла 25 мг/100 мл и 2,5 мг/100 мл. Красители Родамин 6Ж и Родамин С (рис.3.2.) были получены нами из Технического центра полимерных оптических волокон(г. Тверь). Родамин 6Ж представляет собой фиолетовые кристаллы, растворимые в воде и спирте. Родамин С представляет собой красно - фиолетовые кристаллы растворимые в воде, спирте, ацетоне.
Рис. 3.1. Растворы Родамина С (слева) и Родамина 6Ж (справа) в дистиллированной воде
Рис. 3.2. Красители Родамин 6Ж и Родамин С
3.1.2 Исследование излучения флуореiенции, испускаемого в обратном по отношению к излучению накачки направлении
Для решения указанной задачи в соответствии с методикой, описанной в главе 2, раздел 2.3 были проведены экспериментальные измерения спектров излучения флуореiенции, испускаемого в обратном по отношению к излучению накачки направлении (рис.3.3.). Измерения проводились в температурном диапазоне от 20 до 50 0С, каждые 1-2 0С. Примеры полученных спектров приведены на рис. 3.4.- 3.7.
Рис. 3.3. Экспериментальные измерения спектров излучения флуореiенции, испускаемого в обратном по отношению к излучению накачки направлении.
Рис. 3.4. Спектральная зависимость излучения флуореiенции, испускаемого в обратном направлении, раствора родамина 6Ж (концентрация 25 мг/л) при различных температурах.
Рис. 3.5. Спектральная зависимость излучения флуореiенции, испускаемого в обратном направлении, раствора родамина С (концентрация 25 мг/л) при различных температурах
Пик в диапазоне длин волн от 530 до 535 нм, как видно из графика, приведенного на рис.3.5 - это накачка. Пики в диапазоне длин волн от 550 до 650 нм соответствуют флуореiенции красителя Родамин С, что хорошо соотносится с данными, описанными в литературных источниках.