Спектрометрия, спектрофотометрия, монохроматоры, измерение цвета: ..раман-спектрометрия, спектрометрия рассеяния – G01J 3/44

Изобретение относится к области оптического анализа состава вещества по спектрам рамановского рассеяния и люминесценции и касается спектрально-селективного портативного раман-люминесцентного анализатора. Спектрально-селективный портативный раман-люминесцентный анализатор дополнительно содержит микроскопный объектив или микроскоп и подключенный к компьютеру одно- или двухкоординатный транслятор образца. Анализатор выполнен с возможностью управления устройством перемещения образца, а также синхронизации пошагового сканирования образца и идентификации вещества на каждом шаге с фокусировкой лазерного луча объективом микроскопа в пятно микронных или субмикронных размеров. Технический результат заключается в повышении чувствительности и разрешающей способности, а также в исключении необходимости расшифровки сложных спектров многокомпонентных смесей. 1 ил.

Изобретение относится к области оптически активных сенсорных технологий, предназначенных для детектирования молекул газов или жидкостей, в том числе токсичных и взрывчатых веществ. В основе метода детектирования молекул с помощью чувствительного элемента на основе щелевых кремниевых микроструктур с наноструктурированным пористым слоем на поверхности кремниевых стенок лежит эффект комбинационного рассеяния света на характерных колебательных модах молекул, усиленный за счет частичной локализации света в среде с периодически модулированным показателем преломления (щелевой кремний). Дополнительное увеличение вероятности взаимодействия света с молекулами детектируемых газа или жидкости может достигаться за счет наличия развитой поверхности пористого слоя, что приводит к значительному повышению чувствительности газового сенсора. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Система может быть использована при исследовании свойств газовых сред, в том числе, с химическими реакциями, в малых объемах, методами спектроскопии рассеяния или поглощения света. Система включает способные перемещаться в направлении к точке фокуса сборки оптических элементов, каждая из которых содержит два плоских поворотных зеркала в юстировочной головке, обеспечивающей независимый наклон каждого зеркала в двух направлениях, и линзу между ними, установленную на двойном фокусном расстоянии по ходу пучка от измерительного объема. Сборки обеспечивают фокусировку отраженного пучка в той же точке. Одна сборка, содержащая линзу и плоское зеркало или только вогнутое зеркало, направляет лазерный пучок так, что он проходит весь свой путь в обратном направлении, при этом число проходов равно от 4 и более в зависимости от числа установленных сборок оптических элементов. Технический результат - повышение интенсивности полезного сигнала и уменьшение оптических искажений лазерного пучка за счет многократного прохождения лазерного пучка через измерительный объем. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для анализа состава многокомпонентных газовых сред. Облучают анализируемую газовую среду лазерным линейно-поляризованным монохроматическим излучением и последовательно регистрируют два спектра комбинационного рассеяния света J_||(2) и J ( ). Для первого электрический вектор рассеянного света параллелен электрическому вектору возбуждающего лазерного излучения, а для второго ортогонален. По изотропному спектру рассеяния, полученному из условия , где f( ) - представляет собой отношение спектрального коэффициента пропускания аппаратурой излучения, электрический вектор которого параллелен электрическому вектору возбуждающего лазерного излучения, к аналогичному коэффициенту пропускания для ортогональной поляризации, определяют состав анализируемой среды. Изобретение обеспечивает возможность идентификации большего количества компонент исследуемой газовой среды и, соответственно, повышение достоверности анализа. 3 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в газовых раман-спектрометрах. Оптическая система сбора рассеянного излучения для раман-спектрометра содержит оптически связанные лазер и расположенные последовательно вдоль главной оптической оси эллиптическое зеркало, объектив и спектрометр. В устройство введены сферическое зеркало с радиусом, равным удвоенному фокальному радиусу эллиптического зеркала, и фокусирующая линза, при этом сферическое зеркало выполнено с отверстием в центре и установлено на главной оптической оси так, что его центр кривизны совпадает с первым фокусом эллиптического зеркала, их зеркальные поверхности повернуты друг к другу, а его центр совпадает со вторым фокусом эллиптического зеркала. Фокусирующая линза установлена снаружи эллиптического зеркала на оптической оси лазера, ортогональной главной оптической оси, и ее фокус совпадает с первым фокусом эллиптического зеркала. Эллиптическое зеркало выполнено с двумя отверстиями, расположенными в точках пересечения поверхности зеркала с оптической осью лазера, причем их диаметр совпадает с диаметром лазерного луча. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения интенсивности сигнала комбинационного рассеяния света и обеспечении возможности повышения чувствительности раман-спектрометра. 1 ил.

Многопроходная оптическая система состоит из двух одинаковых сферических зеркал, центры которых лежат в диаметрально противоположных точках поверхности одной воображаемой сферы, имеющей радиус, равный радиусу кривизны зеркал, а также лазера и фокусирующей линзы, расположенных на одной оптической оси, которая проходит внутри этой сферы на некотором расстоянии от ее центра и пересекается с поверхностью 1-го зеркала. Фокус линзы находится примерно на расстоянии радиуса кривизны зеркала от этой точки пересечения. Оптическая ось 2-го зеркала составляет в плоскости, образованной оптической осью линзы и центром сферы, угол = ²/[2( -2 )] с радиусом сферы, проведенным в центр 2-го зеркала, где =arcsin(r/2R), =arcsin(R₀/R), в которых r - радиус лазерного луча, R₀ - размер зеркал, R - радиус кривизны зеркал. Технический результат - увеличение интенсивности сигнала комбинационного рассеяния. 5 ил.

Спектрометр содержит лазер для формирования опорного излучения, широкополосный лазер и оптическую систему для фокусировки и пересечения световых пучков в измерительном объеме. Излучение из измерительного объема регистрируется монохроматором с многоканальным фотоприемником. Спектрометр содержит дополнительный монохроматор с фотоприемником для одновременной регистрации излучения широкополосного лазера. Технический результат заключается в повышении точности измерений путем учета флуктуации формы спектра широкополосного излучения. 3 ил.

Изобретение относится к спектральному анализу. В способе спектральные данные смесей, полученные для нескольких точек на поверхности образца, разрешаются в компонентные спектры и концентрации. Способ начинается с первоначальной оценки, при которой все спектральные значения первого компонента образца принимаются равными («пустое моделирование»), и этот компонент разрешается. Затем последовательно другие компоненты разрешаются итерационно, исходя из первоначальных оценок «пустого моделирования» этих компонентов и ранее разрешенных спектров. В общем случае, когда основной компонент представлен почти в чистом виде из набора данных, этот способ пустого моделирования приводит к более точному разрешению компонентов. Технический результат заключается в возможности разрешать чистые спектры второстепенных компонентов без моделирования в них концентраций основного компонента. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области наноспектроскопического сканирования. Изобретение содержит подложку, имеющую зеркальную поверхность, выполненную из плазмонно-резонансного металла, источник луча света и линзовый блок, состоящий из одной или более плазмонно-резонансных частиц, расположенных вокруг отверстия, образующего область детектирования. При направлении луча света на образец в области детектирования частицы способны создавать электромагнитные щелевые моды ближнего поля в пространстве между нанолинзой и противолежащей областью детектирования на поверхности подложки при зазоре между нанолинзой и подложкой, имеющем выбранное расстояние 40 нм или меньше. Устройство также содержит детектор для приема света, излучаемого или рассеиваемого образцом на область детектирования, и для преобразования принятого света в усиленный щелевыми модами рамановский спектр и механизм поступательного перемещения для перемещения образца относительно линзового блока через отверстие в линзовом блоке, чтобы поместить последовательные химические группы в образце в область детектирования. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к аналитическим методам. Аппарат включает субстрат, имеющий плазмонно-резонансную поверхность, на которой размещается образец, источник светового луча, и линзовый узел, имеющий кончик и размещенную на кончике нанолинзу, состоящую из одной или нескольких плазмонно-резонансных частиц (PRP). PRP расположены таким образом, чтобы создавать моды электромагнитного зазора в ближней зоне в пространстве между нанолинзой и прилегающим к ней участком детектирования на поверхности субстрата, при величине зазора между нанолинзой и субстратом 30 нм или меньше. Фокусирующий механизм в аппарате осуществляет перемещение линзового узла по направлению к поверхности субстрата и от нее для создания мод электромагнитного зазора, усиливающих спектральные сигналы комбинационного рассеяния, генерируемые образцом на участке детектирования. Аппарат и способ пригодны, например, для идентификации последовательно расположенных оснований в одноцепочечной ДНК, для прямого секвенирования ДНК. Технический результат - возможность осуществления параллельного анализа множества образцов. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.