Лазерные методы детектирования веществ

электролюминесценция
(возбуждение
электрическим полем)

кандолюминесценция
(возбуждение при механическом
воздействии, например, при
разрушении кристалла)

хемилюминесценция
(возбуждение при химической реакции)

лиолюминесценция
(возбуждение при растворении кристаллов)

Все эти виды люминесценции различаются по виду возбуждения

Измерения
вероятностей переходов

Исследования
процессов столкновений

Измерения
молекулярных констант

Измерения франк-
кондоновских факторов

Детектирование веществ

Детектирование веществ имеет важное практическое приложение, в
частности, для экологических задач мониторинга вредных соединений,
содержащихся в биосфере

2. Большие интенсивности многих лазерных линий позволяют достигать
больших населенностей на возбужденных уровнях. Это приводит к высоким
интенсивностям спектральных линий флуоресценции и дает возможность
детектировать даже переходы с малыми значениями коэффициентов
Франка − Кондона

3. Измерения спектров флуоресценции позволяют вычислять значения
широкого ряда спектроскопических констант, которые невозможно
определить другими методами.

1. Узость линии возбуждения при возможности ее частотной перестройки
позволяет настраиваться на определенную линию поглощения, что
обеспечивает селективное возбуждение детектируемого вещества на
фоне других компонентов

2. Населенность возбуждаемых состояний оказывается достаточно
большой для возбуждения интенсивных флуоресцентных спектров.
Вследствие этого оказывается возможным измерять очень маленькие
концентрации веществ

3. В отличие от других высокочувствительных (в частности, химических)
флуоресцентная методика имеет важное преимущество – возможность
проведения измерений в реальном масштабе времени, что существенно
расширяет границы ее применения

Испущенный импульс вызывает в
атмосфере флуоресценцию молекулярных
компонентов. Расстояние до исследуемого
вещества определяется по времени
задержки от момента испускания до
момента приема обратного импульса

2. Излучение лазера возбуждает флуоресценцию детектируемого вещества,
которая регистрируется посредством фотоприемников

3. Зарегистрированная интенсивность сопоставляется с концентрацией
вещества исходя из известных величин сечений поглощения на данной
длине волны, а также сечений излучательной релаксации и, возможно,
других каналов распада возбужденных состояний

Преимуществом использования кюветных способов является относительная
простота экспериментальных установок, а также их мобильность

Основной недостаток заключается в невозможности детектирования
веществ а атмосферных слоях, удаленных от поверхности Земли

Обычно источник излучения и приемник локализованы в одной установке,
так что регистрируется импульс, возвратившийся обратно от объекта,
расстояние до которого определяется по времени задержки от момента
испускания до момента приема обратного импульса

По интенсивности обратного импульса делается вывод о концентрации
детектируемого вещества

Регистрируя импульсы с различными временами задержки, можно
получить пространственное разрешение