в среднем ИК-диапазоне необходимы другие материалы, такие, как халько-генидные стекла (AsSeTe) или волокна из поликристаллических галогенидов серебра, которые прозрачны в диапазоне 2-20 мкм. Показатель преломления волокна из галогенидов серебра, состоящего из 75% AgBr и 25% AgCl, равен 2,21. Этот сердечник покрыт пластиком с показателем преломления 1,5.

Критический угол в определяется численной апертурой (NA) световода. NA зависит от показателя преломления сердечника п\ и оболочки n2:

Чем больше численная апертура, тем больше света может световод захватить и пропустить.

Обычно используют многомодовые световоды. В этих волокнах свет проходит по световоду во многих модах. В разных модах свет ослабляется по-разному. Показатель преломления однороден и изменяется скачком на поверхности оболочки. Одномодовые световоды имеют очень малый диаметр сердечника, обычно 2-10 мкм, так что свет проходит через волокно почти линейно. Толщина оптической оболочки должна быть по меньшей мере в десять раз больше, чем диаметр сердечника. Ввод света в одномодовый световод представляет трудности, поскольку нужно добиться очень узкого угла падения. Следовательно, необходимы высокофокусированные источники света, такие, как лазеры или лазерные диоды.

Световоды соединяют со спектрофотометром как раздваивающиеся волокна (Y-кабели). На рис. 7.7-8 показано типичное устройство простого волоконного «сенсора» для измерения поглощения в жидких пробах. Свет проходит по световоду в раствор пробы и направляется с помощью отражателя в другой световод к спектрофотометру. Оптический путь света составляет удвоенное расстояние между концом волокна и отражателем.

Световод служит лишь для передачи излучения. Вместо фотометра волокно может быть связано с оптоэлектронной цепью; в этом случае источником света является светодиод (СД), а детектором — фотодиод.

Примеры применения простых волоконно-оптических сенсоров приведены в табл. 7.7-6. Если фотометрическое титрование на основе оптоэлектронного сенсора осуществить достаточно легко, то мониторинг химических процессов или грунтовых вод представляет значительно более сложную задачу. К примеру, возможно прямое детектирование органических соединений в грунтовых водах с помощью флуоресцентных измерений. Хотя нельзя определить индивидуальные вещества, качество воды можно контролировать, используя сочетание волоконной оптики, лазерного усиления и количественной спектроскопии комбинационного рассеяния. Такая система позволяет контролировать загряз-

(7.7-6)

Одномодовое волокно

Многомодовое волокно

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию