1 / 31

Fotoakustyka

Fotoakustyka. Historia. Badania i wynalazki które umożliwiły powstanie oraz rozwój spektroskopii fotoakustycznej. Alexander Graham Bell. Świetlny telefon. Historia 1892. Historia. Pierwsze obserwacje w ciałach stałych 1880 Bell Rozwój coraz czulszych mikrofonów

tobit
Download Presentation

Fotoakustyka

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Fotoakustyka

  2. Historia Badania i wynalazki które umożliwiły powstanie oraz rozwój spektroskopii fotoakustycznej. Alexander Graham Bell

  3. Świetlny telefon Historia 1892

  4. Historia • Pierwsze obserwacje w ciałach stałych 1880 Bell • Rozwój coraz czulszych mikrofonów • Pierwsze formalne przedstawienie działającej aparatury 1973

  5. O co chodzi? • Spektroskopia fotoakustyczna ma swoje historyczne korzenie w latach osiemdziesiątych XIX wieku kiedy to Alexander Graham Bell, John Tyndall i Wilhelm Röntgen jako pierwsi studiowali - 'efekt optoakustyczny'. Zachodzi on gdy gaz zamknięty w komorze jest oświetlany przez periodycznie modulowaną wiązkę światła. Energia absorbowana przez gaz jest zamieniana na energię kinetyczną jego molekuł, przez co uzyskuje się fluktuacje ciśnienia wewnątrz komory. Fluktuacje te uznano za fale akustyczne.

  6. Do czego? • Efekt fotoakustyczny był wykorzystywany w 1974 roku przez Lloyda Kreuzera do wykrywania zanieczyszczeń gazowych oraz przez Mela Robina do analizy kinetycznych i fotochemicznych zjawisk w gazach. W krótkim czasie analogiczne wyniki wykorzystano do badań ciał stałych i cieczy. Czułość spektroskopii fotoakustycznej dla niektórych drobin w fazie gazowej, jak na przykład etylenu, przy użyciu laserów w podczerwieni dochodzi do 1 części na 109 drobin gazu nośnego.

  7. Do czego?

  8. Jak? • Zamaiana energi fali optycznej (fale elektromagnetyczne) na energie mechaniczną • Generowanie stanów wzbudzonych tzw elektronów analitycznych • Procesy rekombinacji powoduja powstanie energii kinetycznej lyb cieplnej • Rejestracja energii mechanicznej przez detektory (mikrofony)

  9. Jak?

  10. Co? • Można badać • Gazy • Ciała stałe, proszki • Ciecze, smary, żele • Element badany determinuje rodzaj użytej aparatury pomiarowej

  11. Gazy ciecze

  12. Gas Window Modulated IR source Microphone ~ Pressure sensor Gazy

  13. Gazy Power Lock-in Oscillator Display supply amplifier Valve Microphone Pulsed IR source • Mirror Microphone IR-filter IR-window Valve Pump

  14. Gazy 10.0 mm Silicon micromachined acoustic pressure sensor chip 4.0 mm Transistor cap Target gas TO-header Absorption Window chamber IR radiation

  15. Gazy

  16. Ciała stałe

  17. Ciała stałe

  18. Ciała stałe

  19. Ciała stałe - proszki

  20. Ciała stałe - proszki

  21. Spektroskopia foto- termo-akustyczna

  22. Spektroskopia foto- termo-akustyczna • Okienko z przezroczystego materiału bardzo dokładnie przylegające do badanego materiału • Właściwości okienka – duża dylatacja termiczna • Próbka nagrzewając sie oddaje ciepło oknu, a to hałasuje.

  23. Źródła optyczne • Lampy wolframowe (żarnikowe) • Wysoko ciśnieniowe lampy Xenonowe • Lampy kwarcowe • Żarniki Nearnst’a(bliska i średnia podczerwień) • Lasery

  24. Key:      UV   =   ultraviolet (0.200-0.400 µm)              VIS   =   visible (0.400-0.700 µm)              NIR   =   near infrared (0.700-1.400 µm) Źródła optyczne Laser Type Wavelength (mm) Argon fluoride (Excimer-UV)Krypton chloride (Excimer-UV)Krypton fluoride (Excimer-UV)Xenon chloride (Excimer-UV)Xenon fluoride (Excimer-UV)Helium cadmium (UV)Nitrogen (UV)Helium cadmium (violet)Krypton (blue)Argon (blue)Copper vapor (green)Argon (green)Krypton (green)Frequency doubled      Nd YAG (green)Helium neon (green)Krypton (yellow)Copper vapor (yellow) 0.1930.2220.2480.3080.3510.3250.3370.4410.4760.4880.5100.5140.5280.5320.5430.5680.570 Helium neon (yellow)Helium neon (orange)Gold vapor (red)Helium neon (red)Krypton (red)Rohodamine 6G dye (tunable)Ruby (CrAlO3) (red)Gallium arsenide (diode-NIR)Nd:YAG (NIR)Helium neon (NIR)Erbium (NIR)Helium neon (NIR)Hydrogen fluoride (NIR)Carbon dioxide (FIR)Carbon dioxide (FIR) 0.5940.6100.6270.6330.6470.570-0.6500.6940.8401.0641.15  1.5043.392.709.6   10.6   

  25. Badania materiałów biologicznych

  26. Badania materiałów biologicznych

  27. Badania materiałów biologicznych

  28. Badania materiałów biologicznych Wykrywanie stanów rakowych

  29. Precyzyjna metoda badania

  30. Praktyczne zastosowania Investigation of Biofilms and Liquid Samples by Photoacoustic Spectroscopy (PAS)

  31. Praktyczne zastosowania

More Related