Исследование или анализ материалов с помощью оптических средств, т.е. с использованием инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей: ....с помощью настраиваемых лазеров – G01N 21/39

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для создания распределительных систем измерения температуры и деформации. Бриллюэновская система для отслеживания температуры и деформации содержит одно- или двухстороннее волокно с множеством волоконных брэгговских решеток (ВБР) на разных длинах волн и лазерную систему с задающей накачкой, настраиваемую в диапазоне существенно большем, чем бриллюэновский сдвиг. ВБР распределены по длине размещенного волокна и служат как выбираемые отражатели длины волны, позволяющие поддерживать работу устройства даже в случае разрыва волокна. Технический результат: повышение точности и достоверности данных измерений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии элементного анализа и может быть использовано для лазерно-искрового эмиссионного определения свинца, кадмия, меди, цинка в пищевом сырье и продуктах. Способ основан на воздействии на поверхность исследуемого образца сфокусированного лазерного излучения с энергией импульса 0,3-1,2 Дж и длительностью 120 мкс. Проводят анализ свечения лазерной искры, что позволяет выделить спектральные линии паров определяемых элементов и идентифицировать спектральные линии. Для определения каждого из элементов используются экспериментально установленные наиболее чувствительные линии эмиссии волн в следующих диапазонах: для свинца 400-410 нм, кадмия 210-220 нм, меди 220-230 нм, цинка 200-210 нм. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к системам сигнализации и основано на использовании четырехкомпонентного настраиваемого лазера, работающего в средней части инфракрасного (ИК) диапазона для одновременного измерения и частиц, и газа. Измерение выполняют в пределах пространства, в котором газ, представляющий интерес, поглощает излучение, соответствующее средней части ИК диапазона. Газообразный метан снижает интенсивность излучения на определенной длине волны этого устройства, тогда как частицы/туман снижают интенсивность всех длин волн. В этом случае туман не включает сигнал тревоги, в то время как обнаружение метана включает. Благодаря широкой перестройке излучаемой длины волны лазера некоторые длины волн могут быть измерены для того, чтобы точно найти и состав газа, и концентрацию частиц с помощью одного датчика, основанного на применении лазера. 2 н. и 40 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе проводят оценку физических характеристик ткани путем измерения когерентности оптического потока, отраженного от поверхности плода. При этом, чем ниже когерентность, тем выше степень зрелости плодов. Способ позволяет уменьшить трудоемкость и обеспечивает сохраннность плодов для дальнейшего наблюдения или использования. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ определения кристаллизации тяжелых изотопных видов воды при объемном, равномерном охлаждении природной воды и образовании льда тяжелой воды состоит в определении и регистрации изменения оптических свойств воды лучом лазера и двумя фотоэлементами. При этом фотоэлементы установлены с разницей по высоте и регистрируют луч лазера и его рассеянное излучение. Причем луч лазера импульсный, с длительностью импульсов до 1-й секунды, с периодом между импульсами 30-200 секунд. При этом измерения проводятся после снижения температуры обрабатываемой воды до +4°С. Перед каждым измерением, предварительно, за время всплытия пузырьков, проводится остановка процесса аэрации воды полностью или только на участке под лучом. Изобретение позволяет повысить качество воды и сохранить ее солевой состав. 1 ил.

Изобретение относится к обнаружению дефектов газо- и нефтепроводов на основании многомерных спектральных характеристик каждой мишени. Лазерная система включает в себя совокупность лазерных источников, каждый из которых допускает настройку на излучение электромагнитной волны, и, по меньшей мере, один контроллер настройки для настройки и привязки каждого пучка света к длине волны спектральной линии необходимой ширины. Система также включает в себя передатчик для передачи каждого пучка света для освещения одной или нескольких мишеней и приемник для приема света, возвращающегося от мишеней, и преобразования возвращенного света в электрические сигналы для идентификации и/или количественной оценки мишеней. Система дополнительно включает в себя N перестраиваемых лазеров, где М из N лазеров настроены на длину волны, частично поглощаемую мишенями, и L из N (один или несколько) лазеров настроены на длину волны, не испытывающую поглощения мишенями. Изобретение позволяет повысить достоверность обнаружения утечек трубопроводов. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Устройство содержит волноводный элемент, источники и приемники света. Волноводный элемент выполнен в виде полости-канала в диффузно рассеивающем гидрофобном материале с полостями, не имеющими непосредственного контакта с полостью-каналом. В полостях размещены источники и приемники света, разнесенные друг от друга на расстояние, обеспечивающее требуемую чувствительность анализа. Внутри полости-канала создается прямоточный характер протекания анализируемой пробы. Полость-канал может быть дополнительно покрыта пористым материалом, обеспечивающим экстракцию исследуемого вещества с последующим измерением его оптического поглощения. Устройство может быть дополнительно снабжено средством промывки. Технический результат заключается в повышении чувствительности устройства, а также в возможности самоочистки измерительного тракта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к области лазерной спектроскопии и спектрального анализа и могут быть использованы для одновременной диагностики абсолютного и относительного содержания окислов углерода СО и СO₂ в газообразной среде. Для одновременного анализа содержания молекул СО и CO₂ используют линии поглощения СО и СО₂, попадающие в спектральную область, перекрываемую перестраиваемым полупроводниковым лазером, и не перекрывающиеся с линиями поглощения паров воды линии поглощения СО из фундаментальной колебательно-вращательной полосы 1-0 или обертона этой фундаментальной полосы поглощения 2-0, или обертона этой фундаментальной полосы поглощения 3-0, расположенных вблизи 4.7 мкм, 2.35 мкм, 1.57 мкм соответственно и линии поглощения СО₂ полос 20001-01101 или 00021-01101, или 30012-00001, расположенных соответственно в этих же спектральных областях и перекрывающихся с соответствующими полосами поглощения СО. Изобретение позволяет одновременно определять концентрации молекул СО и СО₂ в газообразной среде. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области лазерной спектроскопии и спектрального анализа и может быть использовано для одновременной диагностики абсолютного и относительного содержания окислов углерода CO и CO₂ в газообразной среде, для мониторинга содержания окислов углерода СО и CO₂ например, в выдыхаемом воздухе, в атмосфере, в частности для биомедицинской диагностики. Для анализа используются линии поглощения CO и CO₂, попадающие в спектральную область, перекрываемую перестраиваемым полупроводниковым лазером, и не перекрывающиеся с линиями поглощения паров воды. Оптическую частоту лазера сканируют за счет накачки лазера периодически повторяющимися импульсами тока определенной амплитуды, длительности и частоты повторения. Лазерное излучение пропускают через многоходовую оптическую кювету, содержащую исследуемую газовую среду, с определенной длиной оптического пути. Изобретение позволяет одновременно определять концентрации молекул CO и CO₂ в газообразной среде. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к бесконтактным исследованиям поверхности металлов и полупроводников оптическими методами. Устройство содержит плавно перестраиваемый по частоте источник лазерного излучения, твердотельный образец с плоской поверхностью и исследуемым слоем на ней, элемент преобразования объемного излучения (ОИ) в поверхностную электромагнитную волну (ПЭВ) и обратно, фотоприемное устройство, преобразующее ОИ в электрический сигнал, и блок обработки результатов измерений. Элемент преобразования ОИ в ПЭВ и обратно выполнен как одно целое в виде прозрачной плоскопараллельной пластины со скошенным торцом. Пластина своей гранью, обращенной к образцу, расположена в поле ПЭВ параллельно поверхности образца на расстоянии от нее не меньше 10 , где - длина волны излучения в вакууме, и имеет длину вдоль трека ПЭВ не менее длины распространения ПЭВ. Фотоприемное устройство выполнено в виде линейки фотодетекторов и размещено на верхней грани пластины. Техническим результатом является сокращение времени измерений и создание возможности для согласования длины распространения ПЭВ с размером поверхности образца. 2 ил.

Изобретение относится к области химического анализа веществ, более конкретно - к устройствам для измерения количества химических веществ, содержащихся в атмосфере и других газовых средах. Устройство содержит источник монохроматического излучения с изменяющейся по временному закону длиной волны, оптический разветвитель, оптический модулятор, фотоприемник и вычислительный блок, а также газокорреляционный фильтр, решающий блок эталонного сравнения и вспомогательные фотоприемники. Изобретение позволяет в значительной степени исключить влияние внешней среды (температуры и давления), нестабильности напряжений питания и помех (шумов) и дестабилизирующих факторов, а также отфильтровать "плохие" спектральные линии или полосы, ухудшающие селективность и чувствительность устройства. 2 ил.

Изобретение относится к спектральному анализу вещества. В способе осуществляют фокусировку лазерного излучения на анализируемое вещество, получают лазерную плазму вещества, возбуждают эту плазму электронным пучком, регистрируют спектры излучения плазмы и анализируют элементный состав вещества. До получения лазерной плазмы осуществляют облучение вещества возбуждающим флуоресценцию электромагнитным излучением или электронным пучком, интенсивность которого меньше порога испарения вещества с поверхности, регистрируют и анализируют спектры отражения и флуоресценции и определяют молекулярный состав вещества. Технический результат - возможность определения элементного и молекулярного состава анализируемого вещества при расширении числа одновременно определяемых компонент и уменьшении времени анализа. 1 ил.

Изобретение относится к области исследований или анализа веществ с помощью оптических средств, а именно к дистанционному мониторингу и идентификации загрязняющих веществ (ЗВ) при ведении разведки с использованием многочастотных источников когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона. Способ заключается в однократном сканировании эхо-сигнала во всем выбранном для индикации частотном диапазоне генерации излучения лазеров с последующим корреляционно-экстремальным анализом зарегистрированного спектра. Идентификацию веществ осуществляют по максимальному значению коэффициентов корреляции эхо-сигнала, рассчитанных на множестве образцовых спектров, полученных в статических условиях измерения. Изобретение позволяет повысить быстродействие оптических локационных систем и специфичность обнаружения заданного перечня ЗВ. 4 ил.

Изобретение относится к обнаружению газов с использованием спектрометра на основе полупроводникового диодного лазера. Способ обнаружения включает введение пробы газа в нерезонансную оптическую ячейку (17), подачу электрического импульса (19), представляющего собой ступенчатую функцию, в вышеупомянутый полупроводниковый диодный лазер (20), что приводит к тому, что лазер (20) осуществляет вывод импульса с непрерывной линейной модуляцией длины волны, предназначенного для ввода (16а) в оптическую ячейку (17). Используют изменение длины волны, обеспечиваемое вышеупомянутым импульсом с линейной модуляцией длины волны, для сканирования по длине волны и регистрируют световое излучение, испускаемое из ячейки (17), при этом осуществляют выбор скорости линейной модуляции таким образом, чтобы предотвратить возникновение интерференции света в вышеупомянутой оптической ячейке (17). 2 с. и 25 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к фототермической спектроскопии и может быть использовано для определения спектров жидкостей и твердых тел. Слой исследуемой жидкости располагают на твердой непоглощающей свет подложке, либо на твердую исследуемую подложку наносят слой прозрачной жидкости. Облучают исследуемую жидкость или исследуемую подложку пучком перестраиваемого по длине волны лазера, благодаря чему формируют в слое жидкости термокапиллярное углубление. Коэффициент поглощения исследуемой жидкости или исследуемой подложки на заданных длинах волн определяют путем измерения диаметра интерференционной картины, возникающей на экране в поперечном сечении пучка лазера, отраженного от термокапиллярного углубления. Техническим результатом является возможность исследования твердых и жидких образцов, находящихся в замкнутых объемах технологических установок. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для дистанционного измерения концентрации газообразных веществ. Дистанционный оптический абсорбционный лазерный газоанализатор содержит блок лазерного излучателя (1) с длиной волны, изменяющейся в диапазоне поглощения детектируемой молекулы, блок приема аналитического сигнала (3), оптически связанный с блоком лазерного излучателя через диффузно отражающий объект, а также блок управления, приема и обработки данных (4). Блок лазерного излучателя содержит модуль диодного лазера (5). В случае необходимости одновременного детектирования нескольких молекул в прибор может быть введен, по крайней мере, один дополнительный блок лазерного излучателя (2), настроенный на другой спектральный диапазон. В случае, когда расстояние до диффузно отражающего объекта неизвестно, в устройство вводится дальномер (18). Дальномер измеряет расстояние до диффузно отражающего объекта, которое используется в цифровом программируемом модуле при вычислении концентрации детектируемой молекулы. В случае, когда газоанализатор установлен на движущемся транспортном средстве, он может быть оснащен определителем его координат (19). Показания определителя координат используются для построения карты распределения детектируемого вещества в пространстве. В случае, когда требуется точное наведение газоанализатора на выбранный диффузно отражающий объект, он может быть оснащен визиром (20). Если в качестве визира используется видеокамера, то появляется возможность точного сопоставления наблюдаемой аномалии концентрации детектируемого вещества с местом ее происхождения. За счет применения диодного лазера достигается существенное расширение круга детектируемых газообразных веществ, а также повышение селективности анализа. Изобретение позволяет осуществлять постоянный оперативный и непрерывный мониторинг концентрации различных газообразных веществ как при проведении измерений на фиксированной трассе, так и в режиме пространственного сканирования, например, из движущегося автомобиля или летательного аппарата. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургической промышленности. Способ спектрального анализа элементов металлического расплава в плавильном резервуаре включает следующие этапы: погружение устройства в расплав, возбуждение лазерного луча, проведение лазерного луча через систему линз и зеркал, наведение лазерного луча на расплав через кварцевое стекло, создание плазмы путем наведения лазерного луча на поверхность расплавленного металла, направление света, созданного плазмой, через кварцевое стекло, систему линз и световоды в спектрометры, использование компьютера для анализа чувствительности спектральных линий. В процессе погружения устройства в расплав сверху, выполненного в виде зонда, жидкую пробу анализируемого расплава формируют за счет ферростатического давления, подают инертный газ под давлением, регулируя которое, получают требуемую форму и уровень расплавленного металла в огнеупорной трубке и/или в огнеупорной втулке, и/или в стандартном пробоотборнике. Технический результат - упрощение способа анализа и устройства для его осуществления. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ включает фокусировку лазерного излучения на анализируемое вещество, получение лазерной плазмы вещества, возбуждение этой плазмы с последующей регистрацией спектра излучения этой плазмы и анализом элементного состава вещества. Возбуждение лазерной плазмы вещества осуществляют электронным пучком, обеспечивают длительность импульса лазерного излучения 15 нс, при этом используют ускоритель электронов с энергией 100-200 кэВ, длительностью импульса 5 нс, и систему синхронизации для включения лазера, ускорителя и спектроанализатора. Технический результат - повышение чувствительности и точности анализа. 1 ил.

Использование: волоконно-оптические автогенераторные системы на основе волоконных лазеров c микрорезонаторными зеркалами, системы измерения различных физических величин. Сущность изобретения: предложена новая схема построения многоканальной волоконно-оптической измерительной системы концентрации газов, допускающей непрерывную и одновременную работу различных измерительных каналов на основе использования активных световодов, легированных редкоземельными элементами для создания высокоэффективных эрбиевых волоконных лазеров с малыми длинами волоконных резонаторов. Проявлением резонансной автомодуляции в двух одновременно возбуждаемых микрорезонаторах планарной структуры является появление в спектре автомодуляции интенсивности лазера разностных частот, что позволяет организовать измерительный канал по дифференциальной схеме измерений. При этом измерительный процесс в каждом к-ом канале построен таким образом, что в одновременно возбуждаемой паре микрорезонаторов один микрорезонатор является опорным, а другой - измерительным, снабженным пленкой-сорбентом, чувствительной к измеряемой концентрации газа. Техническим результатом является повышение точности измерений. 1 ил.