عنوان کتاب: مقدمهای بر اسپکتروسکوپی لیزری
نویسنده: داود جعفری
معرفی کتاب
موضوع مورد بحث کتاب اسپکتروسکوپی است حال اسپکتروسکوپی چیست؟ اسپکتروسکوپی یکی از شاخه های فیزیک است که به مطالعه تابش جذب شده، گسیلی، انعکاسی و پراکنده شده از اجسام می پردازد.(اسپکتروسکوپی لیزری)
هرچند، به بیان دقیق، عبارت تابش فقط با فوتون ها (تابش الکترو مغناطیس) سرو کار دارد، همچنین اسپکتروسکوپی شامل اندر کنش انواع دیگر ذرات مانند نوترون، الکترون و پروتون است که برای مطالعه مواد استفاده می شود.
طبقه بندی اسپکتروسکوپی بسیار ساد است، تعداد طبقه بندی ها متناظر با تعداد روش های اندر کنش تابش با ماده است.
توسعه فوق العاده ای تکنیک های تجربی جدید، و همچنین تحریف هایی که در حال حاضر وجود دارد، در حاضر به پیدایش تکنیک های طیف سنجی جدید زیادی منجرب شده است.(اسپکتروسکوپی لیزری)
با وجود این، اسپکتروسکوپی مختلف و روش های طیف سنجی در یک پدیده اساسی ریشه دارد: جذب، انعکاس، انتشار، و یا پراکندی تابش به وسیله ماده در یک طف فرکانس و تحت شرایط خاص.
بخشی از کتاب پیش رو:
نویز جانسون
این نویز بخاطر حرکت گرمایی حاملین (الکترون) در مقاومتهای مختلف استفاده شده در فتومالتی پلایر است. در حالت کلی، عدم قطعیت سیگنال ایجاد شده به وسیله این منبع نویز خیلی کوچتر از آنهایی است که به وسیله جریان تاریک و شات نویز ایجاد میشود.
آشکار سازی پالس
آشکار سازی پدیده های فیزیکی که وابستگی زمانی دارند نقش حیاتی در درک کامل فرایند اندرکنش نور-ماده، و همچنین در اسپکتروسکوپی اپتیکی دارد. همچنانکه میدانیم، زمانیکه ماده به وسیله پالس نوری با طول موج مناسب تحریک شود.
نور تابشی به وسیله مراکز اپتیکی جذب می شوند، در نتیجه آن را به حالت انرژی بالاتر تحریک می شوند. به محض اینکه پالس محرک تمام می شود. این مرکزها به وسیله گسیل فوتون یا فونون ها به تراز های پایین واهلش میکند.
تحولات زمانی شدت گسیل شده، اطلاعات خوبی درباره ذات پدیدههای فیزیکی در بر گیرنده ایجاد میکند. اگر یک آشکارساز مناسبی استفاده شود سیگنال ایجاد شده به وسیله اشکارساز، وابستگی زمانی یکسان با لومینسانس نشان خواهد داد با وجود این ثبت سیگنال های سریع، سیستم های ویژهای را لازم دارد.
همانند آشکارساز، با توجه به مقیاس زمانی که پدیدههای دربرگیرنده رخ میدهند روش تجربی مخصوص استفاده میشوند.
در نتیجه آرایش تجربی یکسان که برای تمام فرایندهای مورد بحث در اسپکتروسکوپی اپتیکی وجود ندارد. به خاطر پیشرفتهای تکنولوژی، مقیاس زمانی فرایند های فیزیکی که به طور اپتیکی قابل آشکار سازی بوده به طور پیوسته کاهش یافته است.
شکل 3-16 تحولات مینیمم مقیاس زمانی را نشان میدهد که در قرن های اخیر قابل آشکارسازی بوده است. همچنانکه مشاهده می شود در طول 300 سال اخیر، حساسیت زمانی، مضرب بیشتر از بار کاهش یافته است.
در اسپکتروسکوپی اپتیکی اغلب پدیده های فیزیکی در مقیاس زمانی از میلی ثانیه تا فمتو ثانیه رخ می دهند.
فهرست مطالب کتاب
1 منشاء اسپکتروسکوپی 10
1.1طیف الکترومغناطیسی و اسپکتروسکوپی اپتیکی 11
2 منابع نوری 18
2.1 مقدمه 18
2.2 تابش گرمایی و قانون پلانک 18
2.3 لامپ ها 21
2.3.1 لامپ های تنگستن و هالوژن کوارتز 21
2.3.2 لامپ های طیفی 23
2.3.3 لامپ های فلورسانس 25
2.3.4 لامپ های تخلیه الکتریکی با فشار بالا 26
2.3.5 لامپ های کم مصرف 27
2.3.6 لامپ های حالت جامد 28
2.4 لیزر 31
2.4.1 لیزرها بعنوان منابع نوری در اسپکتروسکوپی 31
2.4.2 اصول اساسی لیزر 33
3 آشکارساز 36
3.1 آشکارساز 36
3.2 پارامتر های اساسی 36
3.3 انواع آشکارسازها 39
3.3.1 آشکارساز های حرارتی 39
3.3.2 آشکارساز های فتو الکتریک 44
3.3.3 آشکارساز های فتورسانا 47
3.4 فتومالتی پلایر 52
3.4.1 اصول کار فتومالتی پلایر 52
3.4.2 نویز در فتومالتی پلایر ها 60
3.5 اسیلوسکوپ های دیجیتالی 64
3.6 جعبه کار جمع کننده 64
3.7 موضوعات پیشرفته : دوربین شتابنده و خود سازگار 66
3.7.1 دوربین شتابنده 67
3.7.2خود همبسته 68
4 اسپکتروسکوپی غیر خطی 73
4.1 جذب خطی و غیر خطی 73
4.2 اشباع در شکل خطی غیر همگن 84
4.3 سوراخ سوزان 84
4و4 دره لمپ 89
4.4 اسپکتروسکوپی اشباع(گزینش سرعت 92
4.4.1 طرح آزمایشگاهی 93
4.4.2 سیگنال های متقاطع 99
4.4.3 اسپکتروسکوپی اشباع در داخل کاواک 101
4.5 اسپکتروسکوپی قطبشی 104
4.5.1 ایده اساسی 104
4.5.2 مزیت های اسپکتروسکوپی قطبشی: 107
4.6 اسپکتروسکوپی چند فوتونی 108
4.6.1 جذب دو فوتون 109
4،6،2 اسپکتروسکوپی دو فوتونی بدون دوپلر: 114
4،6،3 اثرات کانون کردن در بزرگی سیگنال دو فوتونی 120
4،6،4 اسپکتروسکوپی چند فوتونی 122
5 روش اسپکتروسکوپی رامان 127
5.1 مقدمه 127
5.2 پراکندگی 127
5.3 ملاحظات اولیه 129
5.4 تکنیکهای آزمایشگاهی طیف سنجی رامان لیزری خطی 133
5.5 طیف سنجی رامان غیر خطی 139
5.6 پراکندگی رامان القا شده 139
6 منایع 142
