Измерение спектральных характеристик волоконных световодов с органическими красителями
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Рис. 3.6. Спектральная зависимость излучения флуореiенции, испускаемого в обратном направлении, раствора родамина 6Ж для различных концентраций красителя (25 мг/л и 250 мг/л) при Т = 23 0С
Рис.3.7. Спектральная зависимость излучения флуореiенции, испускаемого в обратном направлении, раствора родамина С для различных концентраций красителя (25 мг/л и 250 мг/л) при Т = 23 0С
Исходя из особенностей условий проведения эксперимента, а именно из-за отсутствия стационарного крепления лазера, судить об изменении спектра излучения по изменению амплитуды сигнала нельзя. Поэтому данный параметр не был принят во внимание при проведении анализа изменения спектров в зависимости от температуры и концентрации красителя. Из представленных графиков видно, что спектр излучения флуореiенции, испускаемого в обратном накачке направлении, практически не зависит от концентрации красителя и температуры раствора.
3.3.1 Исследование излучения флуореiенции, выходящего из оптической кюветы с раствором красителя
Для решения указанной задачи в соответствии с методикой, описанной в главе 2, раздел 2.3 были проведены экспериментальные измерения спектров излучения флуореiенции, выходящего из оптической кюветы с раствором красителя(рис.3.7.). Измерения проводились в температурном диапазоне от 20 до 50 0С. Примеры полученных спектров приведены на рис.3.8.-3.11.
Рис.3.7. Экспериментальные измерения спектров излучения флуореiенции, выходящего из оптической кюветы с раствором красителя
Рис.3.8. Спектр излучения флуореiенции, прошедшего измерительную кювету для раствора родамина 6Ж в дистиллированной воде (концентрация 25 мг/л) при различных температурах
Рис. 3.9. Спектр излучения флуореiенции, прошедшего измерительную кювету для раствора родамина С в дистиллированной воде (концентрация 25 мг/л) при различных температурах
Рис. 3.10. Спектр излучения флуореiенции, прошедшего измерительную кювету для раствора родамина в дистиллированной воде соответствующий двум концентрациям 25 мг/л и 250 мг/л - для родамина С при Т = 23 0С
Рис.3.11. Спектр излучения флуореiенции, прошедшего измерительную кювету для раствора родамина в дистиллированной воде соответствующий двум концентрациям 25 мг/л и 250 мг/л - для родамина 6Ж при Т = 23 0С
Для того чтобы выяснить, как изменяется и изменяется ли вообще спектр излучения, прошедшего измерительную кювету, нами на одном графике были построены спектральные зависимости для излучения флуореiенции, испускаемого в направлении, обратном излучению накачки (кривая 1, рис.3.12.) и излучения, прошедшего измерительную кювету (кривая 2, рис.3.12.)
Рис. а.
Рис. б.
Рис.3.12. Спектры излучения флуореiенции: 1 - испускаемого в направлении, обратном излучению накачки, 2 - прошедшего измерительную кювету. а - для родамина 6Ж, б - для родамина С (концентрация 250 мг/л, Т = 23 ?С).
Анализируя полученные графики, можно сделать вывод, что спектр излучения флуореiенции, прошедшего измерительную кювету, имеет смещение максимального значения в длинноволновую область. Это позволяет заключить, что наблюдаемое изменение спектров излучения флуореiенции при изменении концентраций родамина в указанном диапазоне, обусловлено не изменением спектра флуореiенции, а самоабсорбцией излучения флуореiенции в коротковолновой части спектра.
3.2 Аппроксимация спектров излучения флуореiенции растворов родамина
Полученные спектры флуореiенции растворов красителей родамина С и родамина 6Ж при различных температурах были аппроксимированы математическими функциями: функцией Гаусса, стандартной функцией для аппроксимации импульсных сигналов, а также функциями:
(3.1)
(3.2),
где - длина волны, - характерная длина волны спектрального распределения, , - характерная спектральная длина фронта и спада спектральной характеристики, - коэффициент, связанный с интенсивностью излучения, - функция ошибок.
Примеры аппроксимации спектров приведены на рис.3.13. - 3.14.
Рис.3.13. Спектры флуореiенции излучения раствора родамина С (25 мг/л) до и после апроксимаци при Т=23?С.
Рис.3.14. Спектры флуореiенции излучения раствора родамина 6Ж (25 мг/л) до и после апроксимаци при Т=23?С
Как видно из представленных графиков, наилучшей аппроксимацией является аппроксимация спектра функцией 2. Применение данных формул для аппроксимации спектров излучения флуореiенции в дальнейшем может быть полезно с точки зрения упрощения расчета оптических характеристик многих волоконно-оптических устройств, как например, лазеров на красителях, накопителей солнечной энергии, датчиков температуры и др.
3.2.1 Температурные зависимости коэффициентов аппроксимации
Коэффициенты аппроксимации, входящие в формулы 3.1 и 3.2 были определены при помощи пакета программы Mathematica 5.1.
Полученные коэффициенты были сведены в таблицы. Для примера ниже приведена таблица, в которую сведены коэффициенты аппроксимации спектров излучения флуореiенции, испускаемого в направлении, обратном излучению накачки, для раствора родамина С (таб. 3.1).
После систематизации полученных данных, при помощи программы OriginPro 8.1 были построены графики зависимости коэффициентов аппроксимации от температуры растворов. На рис.3.15 - 3.18 представлены примеры полученных графиков.
Таблица 3.1
Коэффициенты аппроксима?/p>