Физические методы исследования. Семинарские занятия. Часть 2. Стариковская С.М. - 32 стр.

   Вернемся к построению классификации приборов по оптическим диапазо-
нам. Итак, мы убедились, что вакуумный ультрафиолетовый диапазон спектра
налагает достаточно жесткие ограничения на используемую аппаратуру. То же
касается и оптических материалов.
   Большинство тел, прозрачных в видимой области, непрозрачно для ультра-
фиолета. К примеру, стекло прозрачно в интервале от 300 до 3000 нм. Диапазон
прозрачности кварца несколько шире: от 180 до 4000 нм. Для работы в вакуум-
ном ультрафиолете применяют покрытия и оптические материалы, основанные
на соединениях F (флюорит – CaF2 – от 130 нм до 15 мкм; MgF2 – от 111 нм
до 10 мкм). В инфракрасной оптике применяют стекло (до 3-5 мкм), NaCl (до
15 мкм), KBr (до 25 мкм).
   Источниками излучения в УФ-диапазоне спектра могут служить газоразряд-
ные лампы либо равновесно нагретые до температуры ∼ 3000 K твердые тела,
эксимерные лазеры. В видимом и ИК - диапазоне это самые различные типы
лазеров (газовые, на красителях, твердотельные), ламп, полупроводниковых
приборов.
   Приемники излучения обычно классифицируют по механизму ответа на сиг-
нал излучения. На этом основании выделяют подкласс фотонных, или кванто-
вых, фотоприемников, в которых энергия фотона преобразуется в некоторую
первичную реакцию фотоприемника, и тепловые, в которых энергия фотонов
преобразуется в тепло, а реакция фотоприемника возникает как следствие по-
вышения температуры чувствительного элемента.
   К подклассу тепловых фотоприемников относят болометры и радиационные
термоэлементы. Мы не будем детально рассматривать данный тип фотоприем-
ников. Замечу лишь, что они основаны на нагреве чувствительного элемента
и изменении его сопротивления. Болометры достаточно инерционны (∼ 1 мс),
низкоселективны. Неохлаждаемые болометры уступают 2-3 порядка квантовым
фотоприемникам по чувствительности. Охлаждаемые же (до температур жид-
кого Не) болометры успешно применяются в астрономии для обнаружения сла-
бо светящихся объектов.
   Класс квантовых фотоприемников обширен. Он основан на явлении фото-
эффекта (т.е. выбивания электронов из вещества под действием излучения) и
включает в себя фотоэлементы, электронно- оптические преобразователи, фо-
тоэлектронные умножители, фотодиоды, CCD – камеры и так далее.
   Более детально мы рассмотрим приемники излучения на следующем заня-
тии, а сейчас вернемся к источникам света. Наиболее традиционными в спек-
троскопии являются так называемые равновесные источники излучения, осно-
ванные на излучении тела, нагретого до высокой температуры. Замечу, что
этим телом может быть плазма (скажем, плазма дугового разряда), газ (рав-
новесное свечение нагретого до очень высокой температуры газа), твердое тело
(типичный пример – вольфрамовая лампа).


2.2   Источники равновесного излучения
Равновесное излучение характеризуется сплошным спектром излучения, а рас-
пределение яркости излучения по длинам волн задается формулой Планка.
Это мы уже обсуждали в разделе, посвященном оптической пирометрии. Спек-
тральная плотность излучения в равновесном случае дается выражением

                                     32