ЖКШ спектроскопиясының лазерлі техникасы

Лазерлі техниканың қарқынды дамуы лазердің әр түрлі типтерін инетнсивтілігі жоғары монохроматтық жарық көзі ретінде қолдануға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, КШ-спектрлерін тіркеу қазіргі кезде спектрографтарда емес, жарық қабылдағыш ретінде шыққан сигналды күшейтіп, жазатын фотокөбейткіші бар қосарланған монохроматорларда тіркеледі. Сондықтан ЖКШ спектрлерін зерттеуге арналған аспаптар үлкен өзгерістерге ұшырады. Лазерлі қоздырғышы бар қазіргі КШ-спектрометрлері тез жазылу үшін және айыру қабілеті жоғары болу үшін заттың аз мөлшерін қажет етеді (0,1-0,5 мл). 8-суретте КШ-спектрлерін түсіруге қажетті лазер мен жарықтандырғыштың сызбасы көрсетілген.

Аргон ионы негізіндегі газды лазер (разрядтаушы түтік 70-130 Па қысымдағы аргонмен толтырылады) спектрдің жасыл облысында толқын ұзындығы 488 нм болатын 1 Вт қуаты бар (шырпыны жағу үшін жеткілікті) сәуле береді. Лазер жоғарғы вольтты қоректену көзінен (1), капилляры (3) бар разрядтаушы түтіктен (2) және электродтардан (4) тұрады. Түтікше өзінің осіне Брюстер бұрышы 55^о бойынша еңістене орналасқан (мұндай еңісте сәулелердің терезелер арқылы бірнеше рет өтуі кезіндегі шығын азаяды) екі тереземен (5) жабылған.

8 - сурет. Комбинациялық шашырау спектрлерін түсіруге қажетті лазер мен жарықтандырғыштың сызбасы

Аргон иондары (Аr⁺) сияқты активті орта жасау үшін түтік арқылы жоғарғы вольтты разряд өткізеді. Мұндай разрядта тепе-теңдік шарты орындалмайды, ионның өмір сүру уақыты 10^-8 с болатын жоғарғы энергиялық күйлер төмен жатқан өмір сүру уақыты 3х10^-10 с күйлерге қарағанда толып кетеді. Егер толып кеткен күйлердегі бөлшектерге ауысу энергиясымен бірдей энергиясы бар квант жарығымен әсер етсе (мұндай фотон спонтанды түрде пайда болады), онда мәжбүр (индуцирленген) сәулелену пайда болады, оның үстіне сәулеленетін фотондардың жиілігі де, бағыты да, фазасы да бірдей болады (когерентті), яғни жарық күшееді. Осы эффектіні күшейту үшін түтік екі жазық немесе ойыс айналардың (6) және (7) ортасына орналастырылды, ойыс айна жартылай мөлдір болып жасалады және одан лазер сәулесі өтеді. (Осы айналар жүйесі резонатор болып табылады, себебі разрядтау түтігінен жарықтың бірнеше рет өтуіне жағдай жасайды және мәжбүр ауысулардың санын арттырып, қуатты лазер сәулесін туғызады).

ЖКШ спектрлерін тіркеу үшін лазер сәулесінің жарық шоғы жазық айна (8) көмегімен линзаға (9) бағытталады, әрі қарай сәуле осы линза арқылы заты бар кюветаға (10) тоғысталады. Тура сәулемен жарықталуды азайту үшін ЖКШ-ны қоздыру сәулесінің шығатын көзіне 90^о бұрыш бағытында бақылайды. Комбинациялық шашыраудың сәулелерін жинап, спектрлі аспаптың кіретін саңылауына (12) бағыттау үшін, конденсор (11) қойылады.

КШ жолақтарын идентификациялау оңай, себебі қоздыру сәулесінің кез-келген толқын ұзындығында жиіліктік жылжу өзгеріссіз қалады. ЖКШ сәулесі қатты полярланған. КШ-спектрлерінен молекулалардың айналуы туралы мағлұмат алуға, молекуланың құрылымын және ортамен әсерлесуін зерттеуге болады. Спектрлер спецификациялы, яғни заттардың идентификациясы және олардың қоспада табылу мүмкіндігі бар. Электр магниттік сәулелер диапазонында қатты, мөлдірлігі төмен немесе мөлдір емес үлгілерді талдағанда тура сәулені зерттелетін бетке сырғанау бұрышының аз мәнінде жүргізеді, ал КШ сәулесін 90^о бұрышта бақылайды.

ДӘРІС 4 .