Xây dựng hệ thu phổ raman kích thích bằng laser argon và nghiên cứu ứng dụng phân tích cấu trúc phân tử đề tài NCKH Q

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
#p

kỉ« «£»
ii« *L>
» ị* » p
* Ị * *(»

ĐỀ TÀI

XÂY DựNG HỆ THU PHổ RAMAN KÍCH THÍCH BẰNG
LASER ARGON VÀ NGHIÊN cứ u ỨNG DỤNG
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC PHÂN TỬ.

MÃ SỐ: QG.04.04

CHÚ TRÌ ĐỂ TÀI:
T .s NGUYỄN THẾ BÌNH
CÁC C Á N BỘ THAM GIA: T .s PHẠM VÁN BỂN
KS ĐÀO KIM CHI
THS HOÀNG CHÍ HIỂU
HVCH NGUYỄN HUY BÌNH
HVCH NG UYỄN ANH TUẤN
HVCH NGUYỄN TRỌNG THÀNH
PGS .TS LÊ HỒNG HÀ
PGS.TS TẠ ĐÌNH CẢNH
TH.S VÕ LÝ THANH HÀ
TS. LÊ MẠNH QUYẾT

HÀ NỘI - 2005

MỤC LỤC

Lời mở đầu
I- NGHIÊN c ú u X Â Y DỤNG HỆ M ÁY QUANG P H ố NĂNG SUẤT PHÂN GIẢI CAO
DÙNG K ĩ THUẬT KHƯÊCH ĐẠI LOCK-IN VÀ GHÉP N ố i VỚI M ÁY TÍNH.
1- Máy quang phổ cách tử kép GDM -1000 ( Carl Zeiss, Germany)
2- Nghiên cứu cái tiến nâng cấp hệ máy quang phổ G DM -1000
2.1 Lắp đặt môtơ bước(Step Motor)
2.2 Sơ đổ hệ mấy quang phổ ghép nối với máy tính dùng khuếch đại lock-in
2.3 Bộ khuếch đại DSP Lock-in SR-830 (Stanford,USA)
2.4 Thiết đặt chuán của RS830.
II- THIẾT KẾ X Â Y DỤNG HỆ THU P H ổ RA M AN KÍCH THÍCH BẰNG LASER ARGON
1-Lựa chọn sơ đổ kích thích phổ Raman
2-Thu phổ Raman của một số mẫu lỏng
III-XÂY DỤNG HỆ THU P H ổ RAM AN KÍCH THÍCH BANG LASER HE-NE
1-Nghiẽn cứu mớ rộng vùng nhạy phổ của máy quang phổ
2-Nghiên cứu thu phổ Raman kích thích bằng laser He-Ne

IV-

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

11


LỜI MỞ ĐẦU

Từ khi có laser xuất hiện, quang phổ học Ra man dã có bứơc phát triển nhảy vọt. Những
laser thượng dùng đê kích thích phổ tán xạ Ra man là Laser khí He-Ne, laser Argon, laser xung
Nd: YAG , laser m àu...Trong các phân tích cấu trúc dao động phân tử laser Argon được dùng
nhiều nhất vì có cổng suất liên tục lớn và bước sóng thích hợp cho các tín hiệu quang nằm trong
vùng nhạy phổ của nhân quang điện. Laser He - N e tuy còng suất yếu hơn nhưng lại có ưu điểm
bước sóng dài (632,8nm) tránh gây kích thích huỳnh quang, nên cũng hay được dùng, đặc biệt
trong quang phổ học Micro Raman. Đo đạc phổ tán xạ Ra man của vật chất cho phép xác định
cấu trúc dao động phân tử. ứng dụng của nó có thể chia thành 3 loại: Phân tích định tính và
nhận dạng, phân tích định lượng và phân tích cấu trúc. Một trong những ứng dụng truyễn thống
của phổ Ra man là phân tích các thành phần dầu mó, hợp chất hữu cơ. Hiện nay người ta có thể
ghi phổ Ra man của các mẫu ở mọi thể rắn , lỏng ,khí với lượng rất nhỏ như vết , bụi, trên màng
mỏng, bé mặt, giao diện ...Q uang phổ Ra man laser là một kỹ thuật không gây phá huỷ và rất
thích hợp để nghiên cứu bề mặt và các lớp tiếp xúc cũng như profin của chúng theo chiều sâu.
Khi nối một kính hiển vi với một máy quang phổ Ra man có thể dễ dàng tăngthêm độ phân giải
không gian tới micro-mét.
Gần đây người ta đã phát triển các kĩ thuật đo phổ Raman từ xa như là kĩ thuật LIDAR
(Light Detection and Ranging) cho phép thiết lập các bản đồ 3 chiều của chất ô nhiễm trong khí
quyển như N O ,N O :, S 0 2, O/Thực chất đó là đo tín hiệu tán xạ Rayleigh ngược Cũng như kĩ
thuật DIAL (Differential Absorption L idar) cho phép đo các nồng độ cùa các chất gày ô nhiễm
mỏi trường bầng hấp thụ vi sai. ổ nhiễm ozỏn ở một số thành phố Châu Âu đã được khảo sát
bằng kĩ thuật này.Với sự phát triển của các nguồn sáng Laser hiện đại , có thể dễ dàng thực
hiện các hiệu ứng tán xạ Ra man cộng hưởng, hiệu ứng tán xạ Raman phi tuyến có nhiều ứng
dụng trong công nghệ cao, nghiên cứu vật liệu mới.
Hiên nay, rất nhiều đơn vị nghiên cứu trong các trường Đại học, Viện nghiên cứu cần đo phổ Ra
man, sứ dụng phương pháp quang phổ học Ra man để kết hợp với các phương pháp huỳnh
quang, hấp thụ hồng ngoại...nhầm nghiên cứu chế tạo vật liệu bán dẫn, phân tích các thành
phần dầu khí, các thành phẩm hoá dược... Việc nghiên cứu ỏ nhiễm không khí trong thành phố
cùng là một vấn để thời sự có thế nghiên cứu đáp ứng bằng phương pháp quang phổ Ra man.Hệ
thu phổ hiện có tai phòng thí nghiệm của chứng tôi đã cũ ,không đủ chất lượng đáp ứng nhu cầu
nahiên cứu cũns như chất lượng giảng dạy , cần phải được cài tiến ,nủng cấp.

Xây dựng một hệ thu phổ chất lượng cao, hiện đại là nhiệm vụ cà'p bách của Bộ mõn
Quang Lưọns tử , Khoa Vật Lý. ĐHKHTN Hà nội nếu như không muốn tụt hậu về nghiên cứu
và giáng dạy.

12


XÂY DỰNG HỆ THU PHổ RAMAN KÍCH THÍCH BANG LASER ARGON
VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC PHÂN TỬ.

I- N G H IÊ N CỨU XÂY DỤNG HỆ M ÁY Q U A N G PHỔ NĂNG SU Ấ T PH Â N G IẢ I CAO
DÙNG K ĩ T H U Ậ T K H U Ế C H ĐẠI L O C K -IN VÀ G H É P NỐI VỚI M Á Y TÍN H .

1- Máy quang phổ cách tử kép GDM-1000 ( Carl Zeiss, Germany)
Máy G D M I000 gồm hai cách tử có 651vạch/mm với kích thước 60

X

110mm2 . Sơ đồ quang

học của máy được trình bày trẽn hình 1.
Độ rộng khe vào và khe ra : 0-ỉ- 3mm.
Độ cao khe vào và khe ra : CM- 100mm.

□

□
□
2,
H ình 1 : Sư đổ quang học

cita m áy đơn sắc cách tử kép
GDM -1000

Các gương cầu lõm có tiêu cự 1 lOOmm.

3 ’ 9 . Cách tử.
4, 7. Gương phản xạ.
5. Bộ biến điệu.
6 . Khe trung gian.
10. Khe ra.

8. Gươn


Máy quang phổ quét được vùng phổ bậc n h ấ t: 7500crn'-ỉ- 16675cm'1 ứng với 13300A"-h6000A " ;
vùng phổ bậc hai: I6675cm ''+28700cm '1 ứng với 6000A"-Ỉ-3600A".
Khoảng đặt bộ đếm sóng: phổ bậc nhất VSOOcm'-HlVSOOcm' 1 ứng với 13300A V 5710A 1’ ; phổ
bậc hai : ISOOOcm '-i-SSOOcm’1 ứng với 6650A 'V 2855A ".

Số sóng tập trung nãng lượng lớn nhất

là 1 1500cm'' ứng với bước sóng 8700A".
Khoảng cách giữa các xưng đánh dấu
+ phổ bậc nhất: 20, 100, 500 cm '
+ phổ bậc hai : 40, 200, 1000 cm 1
Nhân quang điện M 12FC 15 (loại H ead-on).
Máy quang phổ G DM -1000 dùng nhân quang diện M12FC15 (loại Head-on). Vùng phổ
làm việc từ 3600A" đến 6650A°.(hình 2) Nếu dùng vạch kích thích có bước sóng 4880A° (laser
Argon) thì phổ tán xạ Raman thu được cúa hầu hết các chất đều nằm ở lân cặn miền cực đại của
các nhân quang điện.

Do dộ nhạy phổ của nhân quang điện là khác nhau với bước sóng khác nhau nên khi tính
toán cường độ vạch phổ chúng ta phải biết hộsố nhân quangcủa máy quang phổ.
quang của nó được xác định bằng phổ chuẩn cúa đèn dây tóc

6 V-300W , và

Hệsố nhân

phổ phát quang

chuẩn của dung dịch Sunphatekinine. Dưới đây là đường khảo sát độ nhạy nhân quang phụ
thuộc bước sóng:

g 5 1.0x10°

Hình 2 : Sựpliụ thuộc hệ s ố
nhân quang điện M 12FC 15
vào bước sóng.

cs
3
^ 8-0x10
r eũ 10-,
!2- 4.0x10
■C
z


2.0x10''

0.0

400

450

500

550

600

B ước S ó n g

• Các thông số kỹ thuât của nguồn
+ Điện áp nuôi nhân quang diện từO,6KV đến 1,4KV.
+■ Độ ổn định theo thời gian : 2.10‘J/h.
+ Độ ổn định theo nhiệt độ : 2,5. 1 0 'Vđộ.
+ Độ ổn định khi thế nuôi thay đổi 10% là 10'4.
+ Tổng trớ bộ thay thẻ bằng 3,16 MQ.

14

650

700

nm

Thiết bị ghi phổ là bộ phận tự ghi hoạt động trên cơ sở biến đổi tín hiệu điện thành chuyển dộng
cơ học làm cho bút vẽ ghi lại dạng của tín hiệu lên giấy ghi. Đây là hệ tự ghi thuộc thế hệ những
năm 1970 đã quá cũ, hay trục trặc và không xử lý được số liệu trẽn máy tính.

2- Nghiên cứu cải tiến nâng cấp hệ máy quang phổ GDM-1000
2.1 Láp đật Iĩiô tơ bưóc(Step M otor)
Sau khi tìm hiểu kỹ các chi tiết máy và cách thức hoạt động cùa máy quang phổ cách tử kép
G DM -1000, chúng tôi đã tiến hành tháo dỡ hệ tự ghi và nghiên cứu ghép nối với máy tính.
Để quét bước sóng chúng tôi sử dụng một mốtơ có 200 bước (tương ứng với 1.8n/ l bước)
ghép trực tiêp vào cần truyền động làm quay cách tử tại ngay vị trí của bộ phân tự ghi. Mô tơ có
điện áp một chiều lối vào là 5V, dòng íà 1A. Môtơ này thay cho môtơ của bộ phận tự ghi có
nhiệm vụ quay cách tử. Nó được điều khiển bằng máy tính qua cổng LPT.

b

H a s z a T ~ b zzzz£z2j
c

JI

Hình 3a. M ôtơ bước

T
H ình3b: Sơ dồ điểu khiển mô tơ bước
2.2 So đồ hệ m ấy quan g phổ ghép nối vói máy tính dùng khuếch đại lock-in

G PIB

LPT

in te r fa c e

I
SR 830

*

G D M -1 0 0 0

lo ck -in

am plifier

C hopper
S ig n al

H ình 4: Sơ dồ lắp đụi hệ m áy quang p h ổ

15

d


2.3 Bộ kitucch đại D SP Lock-in SR -830 (Stanford,U SA )
+ N gu yên tắc hoạt động của khuếch đại Lock-in

Bộ khuyếch đại Lock-In là thiết bị thu và đo những tín hiệu xoay chiểu nhỏ cỡ vài nanovoltz.
Phép đo chính xác ngay cả khi tín hiệu nhò bị lẫn vào hàng ngàn nguồn nhiều irong thời gian
dài. Bộ khuyếch đại này cho dòng

một chiểu ở lối ra tỉ tệ với tín hiệu khào sát. Tín

hiệu một

chiéu này có thể được hiến thị trên các panel số hay trên màn hình máy tính.
Bộ khuyếch đại này sử dụng kĩ thuật chọn lọc tần số và khóa pha (lock-in phase).Tín hiệu nhiễu
ở các tần số khác với tần số so sánh sẽ được loại bỏ và không ảnh hướng tới phép đo.
Phần then chốt của khuyếch đại Lock-In là bộ tách sóng nhạy pha PSD (Phase Sensitive
Detector). Đ ó là một thiết bị chỉnh lưu đặc biệt, nó không chỉ chuyến đổi tín hiệu xoay chiểu
sang dạng một chiểu. Điều quan trong là thiết bị này chi chỉnh lưu tín hiệu ta quan tâm, trong
khi ngăn cản ảnh hướng của tạp nhiễu hay các thành phần họa ba kèm theo tín hiệu.
PSD

được

hiếu

như

là

bộ chỉnh

lưu

(demodulator) hay bộ trộn tần (mixer). Quá

1 ITiohiẻMwáo
— —TMìhièưso54nh
’ - ' -TtnhiệuòlóirnbộIrộn

—■•-MucIrungbmb

M-SinX

trình tách sóng là việc nhân hai tín hiệu với
\

nhau sau đó phân tích để lấy tín hiệu nào

/

\

/

\

f2=sin(*)

đạt yêu cầu.
Ta xét mặt toán học của quá trình trộn 2 tín

mứcHungbinh

hiệu.

. Í=M*Í2 .
»'
' ,

Xét trường hợp tín hiệu có dạng sin :
Vin=Asin( co.t)

'

s '

------- ♦--------1------- *--------1--------H
GO

co là vận tốc góc, nó liên hệ với tần số f theo

0 2

0 4

thơi g ia n

hệ thức: co =271.f; A là biên độ của tín hiệu
Hình 5

Tín hiệu so sánh cũng có tần số f
Vwr=B.sin(cứ.t +0)
ớ đây 0 là góc lệch pha của tín hiệu so sánh so với tín hiệu vào.

Quá trình tách són° là việc nhân đồng thời 2 thành phần tín hiệu này. Tín hiệu lối ra ở
bộ PSD cho bới :
VpSD = A.sin(co.t)*B.sin(co.t+0 )
=A.B.[sin(co.t).cos 9 +cos(a).t).sin 0 ].sin(co.t)
=A.B.[ sirr(co.t).cos 9 +cos(co.t).sin(co.t) .sin 9]

= A .B .[(l/2-l/2.cos(2co.t).cos0 + l/2.sin(2co.t).sin 9]
= l/2.A .B .[(l-cos(2co.t)) COS0 + sin(2co.t).sin 9]
= l/2.A .B .[cos 0 -( cos(2co.t).cos0 - sin(2co.t).sin 0]
= 1/2.A.B.C0S e - l/2.A .B.cos(2o).t+9 )

(1.2)

16


Như vậy, nếu biên độ B cùa tín hiệu so sánh là hằng số thì ờ lối ra cùa PSD sẽ là tín hiệu
một chiều có đặc điểm:
-ti lệ với biên độ A cúa tín hiệu vào
-tỉ lệ với COS 0 là góc giữa tín hiệu và tín hiệu so sánh: 0 =0 si, - 9 ,r
-thành phần điểu biên có biên độ gấp đôi tần số so sánh.
Sau khi qua PSD tín hiệu vào bộ lọc tần thấp LPF (Low Pass Filter), thành phần 2co.t bị loại bỏ.
Như vậy ỏ đầu ra của khuyếch đại Lock-In là tín hiệu một chiều: VpSD ~ A.COS0
Từ cõng thức (12) ta thấy mức trung bình (mean level) phụ thuộc vào :
-tần số của tín hiệu vào ( cũng như tần sô' của tín hiệu so sánh)
-độ lệch pha giữa tín hiệu vào và tín hiệu so sánh.

thờ i gian

Hình 6 . Sự phụ thuộc của tín hiệu lối va bộ lọc vào tổn s ố rin hiệu vào
Điều này thấy rõ hơn khi biên độ so sánh của tín hiệu được giữ ở một giá trị cố định, và
độ lệch pha 9 được điều chỉnh bằng 0. Khi đó tín hiệu ra chính là mức trung bình (mean level),
đó là thành phần một chiều và có thể đo được bàng các thiết bị đo điện áp một chiều thông
thường.

-) A1 H c o ’Jc;C G-iAHA nGi

:kuỉ 1G TAVthc NGTir.i THIJ VIÊN

c*

1—•

.


thờ i gian

H ình 7. Sự pint thuộc của tín hiệu lối ra bộ lọc vào độ lệch pha giữa tin hiệu so
sánh và tín hiệu vào

Phần trình bầy trên chỉ là trường hợp cơ bản: tín hiệu vào không có tạp nhiẻu. Nhưng
trong thực tê, PSD và bộ lọc tần thấp LPF chỉ tách được những tín hiệu có tần sô thấp rất gần tần
sô so sánh. Như vậy, tại vùng tần sô thấp thành phần nhiễu có tần số rất gần với tần sô so sánh
vẫn có mạt tại lối ra của bộ PSD. Sự suy giảm nhiễu tùy thuộc vào độ hẹp dải băng thông của
LPF và bộ roll-off. Chỉ có tín hiệu tại tần số so sánh là không bị ảnh hướng bởi bộ lọc tần thấp
LPF và sẽ cho kết quả là dòng một chiều tại đầu ra. Đó chính là tín hiệu ta muốn đo. Vì thế, việc
kết hợp giữa bộ PSD và LPF sẽ cho ta đo chính xác được tín hiệu có lẫn nhiễu.
Phđn trẽn chúng tao đã thảo luận xung quanh thiết bị “ Single -Phase Lock-In

Ta biết

tín hiệu ra ớ PSD tỉ lệ với V i„.Cos0. Với 9 là hiệu pha giữa tín hiệu vào và tín hiệu so sánh của
Lock -In: 0 M,, - 0 IV|
Khi thay đổi 9IV| ta có thể thu được 0 = 0, trong trường hợp này ta đo được V sis (do Cos 0 = 1).
Mặt khác nếu 9 = 90", tín hiệu sẽ không có ở đầu ra (do
một bộ PSD được gọi là bộ “ Single -Phase Lock-In

18

COS0

= 0). Thiết bị Lock -In với


Sự phụ thuộc pha có thể được hạn chế bằng cách thêm vào một bộ PSD thứ hai (Dual Phase Lock -In ). Bộ này cũng cung cấp một tín hiệu ở đầu vào giống như bộ thứ nhất nhưng có
pha lệch 90": VslỊ,sin{(0.t + 90"). Theo sau bộ tách sóng thứ hai này l ì bộ lọc và bộ khuêch đại
thứ hai. Bây giò chúng ta có hai đầu ra, một tỉ lệ với CosG, một tỉ lệ với SinG. Nếu chúng ta gọi
đầu ra thứ nhất là X và thứ hai là Y:
X = V ,lfCos 0
Y = V .'sSin 0
Vì thê nêu pha của tín hiệu và so sánh thay đổi (nhưng biên độ khõng đổi) thì độ lớn
véctơ R cúa tín hiệu là không thay đổi:
R = ( X 2 + Y 2 )m = V ,g
Bộ SR830 có 2 bộ PSD với pha tín hiệu so sánh lệch 90° và có thể đo được X,Y, R, một
cách trực tiêp. Và độ lệch pha giữa tín hiệu cần đo và tín hiệu so sánh 0 có thể xác định theo:
0 =tan'(Y /X ).
Theo lý thuyết Fourier, một tín hiệu lối vào bất kì đểu có thể biểu diễn bằng tổng của rất nhiều
sóng hình sin với biên độ ,tẩn số và pha khác nhau. Đó là biểu diễn của tín hiệu trẽn phương
diện tần số. Các dao động kí thống thường thể hiện tín hiệu về phương diện thời gian, sự thể
hiện này không mang nhiều thông tin về các tẩn số khác nhau tạo nên tín hiệu, Một bộ lock-in
nhân tín hiệu đo với một són° hình sin ở tẩn số so sánh. Tất cả các thành phần của tín hiệu lối
vào đểu được đổng thời nhân với tín hiệu so sánh, v ề mặt toán học, các sóng hình sin tần số
khác nhau là vuóng góc với nhau, có nghĩa là giá trị trung bình của hai sóng hình sin là bằng 0
trừ khi hai tần số chính xác bàng nhau. Như vậy tích của phép nhân này sẽ tạo ra một tín hiệu
một chiều tỷ lệ với thành phần Fourier của tín hiệu có tần só khóa chính xác với tần số so sánh.
Sau đó bộ lọc đặt ỡ sau sẽ cho giá trị trung bình trong đó đã loại bỏ tích của tín hiệu so sánh với

tất cả các thành phần có tần số khác. Bộ khuếch đại lock-in đo thành phần Fourier đơn cúa tín
hiệu ớ tần số so sánh.
Ví dự một tín hiệu dạng chuỗi xung vuông có thể biểu diễn theo chuỗi Fourier như sau:
S(t)= 1,273 sin (Cứt) + 0,4244sin (3cot) + 0,2546.sin{5cot) +...
Với co=2nf.
Bộ iock-in khóa với tần số f sẽ chỉ tách biệt thành phần thứ nhất. Tín hiệu đo được sẽ là 1,273
sin (cot) chứ không phải tín hiệu xung vuông.
Tron ° thực tế tín hiệu lối vào gồm tín hiệu đo và ồn. ồ n được xem là các tín hiệu biến thiên ờ
mọi tần số. Một bộ lock-in lý tường chỉ đáp ứng ổn ớ tần số so sánh, ô n ớ các tần số khác sẽ bị
loại bỏ nhờ bộ lọc tần số thấp.
G hép nối lối vào:
Đ ế đạt được chính xác cao nhất cho phép đo, cần phải chú ý giảm thiểu các nguồn nhiễu khác
nhau có thế xuất hiện trong phòng thí nghiệm ( như là mô tơ, máy phát tín hiệu...) và vấn đề
19


chênh lệch đất giữa đầu do và lock-in. Có hai cách nối tín hiệu điện áp vào lock-in : Nối một
đầu đơn và nối vi sai.
Trong cách nối thứ nhất (hình 8a), tín hiệu được đưa vào đầu A của lock-in bằng một dây bọc
kim. Lock-ịn sẽ dò tín hiệu là độ chênh điện áp giữa lõi và vỏ dây dẫn. Người ta không nối trực
tiếp vỏ cúa cáp A với đất mà nối với đất của mạch lock-in qua một điện trờ. Giá trị điện trở này
thông thường từ 10 Q đến 1 KQ. Điều này tránh được vấn đề mạch nối đất giữa thí nghiệm và
lock-in do điện thế đất khác nhau. Tuy nhiên ồn nhiễu cám ứng trẽn vỏ dây dẫn sẽ xuất hiện như
là ồn đỏi với lock-in. Điều này là không tốt vì lock-in khỏng thể loại bỏ được ồn nhiễu này.
Trong cách nối thứ hai (hình 8b) Lock-in đo hiệu điện thế giữa hai lõi dây dẫn nối vào hai đầu
vào A và B của lock-in. Nhiễu ổn cảm ứng trên vò dây sẽ khônơ chuyến thành tín hiệu ổn . Khi
sứ dụng hai cáp, điều quan trọng là phái giữ sao cho chúng có cùng độ dài khi đi từ thí nghiệm
đến lock-in. Đặc biệt là không để tạo thành mạch kín có diện tích lớn giữa hai dây, Diện tích
mạch lớn sẽ nhạy với cảm ứng từ.
Thí nghiệm

L o c k -in S R 8 3 0
A

N guồn

+

tín h iẽu

ĩ

(a)
£

R

T h í n g h iệ m

L o c k -in S R 8 3 0
A

N guồn
tín h iệu

(b)
B

H ình 8 : Sơ đồ lìối lối tín hiệu vào lock-in
a- N ối m ột đáu A

b- N ôi vi sai hai đần A-B

20


+ Bộ khuếch đại D S P Lock-in SR -830 (Stanford,USA)

Sơ đồ khối cùa hệ DSP lock-in amplifier SR-830 được trình bày trên hình 9
Lo w Noi.se
D iffe re n tia l
Am p

í 0/60 H Z

100/120 HZ

N otch
F ille r

N otch

F ilter

G ain
V oltage
C urrent

^

B é

DC Gain

I

O ffs e t

Expiind
Y Out

i f
—I

-

Reference

XOul

in
D iscrim inator

Sine Out

t T T L Out
D iscrim in ulo r

H ình 9: Sơ đổ khối của hệ DSP lock-in am plifier SR-830 (Stanford,USA)
Có thế chia hệ DSP lock-in amplifier SR-830 này làm 5 bộ phận:
Key board, display board, Analog Input board, DSP Logic board + CPU và Power supply board

DSP Logic board lấy tín hiệu digital từ A /D converter của khối Analog Input board và thực hiện
tất cả các phép tính toán liên quan đến phép đo trước khi nó dược thể hiện trẽn màn hình bao
gồm cả việc phát ra tín hiệu so sánh hình sin, trộn tín hiệu, lọc tần số...
Mạch khóa pha so sánh sẽ điều khiển bộ phận này khi chế độ so sánh được chọn từ bên ngoài.
Các hoạt động này được thực thi nhờ 5 khôi chức nãng : Bộ gia công tín hiệu sô' (DSP), các đầu
ra DAC, máy phát tín hiệu đặt thời gian, máy phát đồng hổ so sánh và giao diện I/O. Nhờ các
thuật toán có hiệu quà cao hệ này có thế hoạt động khóa thời gian tới 100kHz với độ lọc
24dB/oct trên cả hai kênh X và Y cũng như cung cấp một tín hiệu hình sin tổng hợp lối ra. Hệ
Lock-in SR-830 sử dụng một bộ gia công tín hiệu số Motorola 24-bit DSP56001 (U501). Bộ gia
còn° tín hiệu số DSP này có cấu hình không dừng bộ nhớ ngoài. Thuật toán lock-in sẽ hoạt
dộne hoàn toàn tronq pharrt vi chương trình nội và bộ nhớ dữ liệu của chính DSP. Đường dẫn
(Bus) gia công chú được nối với CPU thông qua giao diện I/O trên DSP logic board. Bộ gia còng
80C186 trên CPU board sẽ tác dụng như bộ gia công chủ đói với DSP. Các lệnh và chương trình
cơ sờ (firm ware ) DSP được tài về từ CPU board để tạo ra các mode hoạt dộna khác nhau. Bộ
21


phận Analog input board là cầu nối quan trọng giữa tín hiệu phổ lói vào và bộ gia công DSP. Từ
paneỉ mặt tiền BNC tín hiệu phổ đi qua bộ khuếch đại ngoại vi biến dạng thấp, các tầng khuếch
dại, các bộ lọc rói cuối cùng dến A/D converter. Một khi đã chuyển thành dạng số, tín hiệu lối
vào sẽ được gia công bởi bộ DSP.
Hộ DSP lock-in amplifier SR-830 có thể đặt chương trình từ xa thông qua giao diện RS232 hoặc
GPIB (IEEE-488). Ta có thể khai báo giao diện lối ra nhờ bàn phím hoặc lệnh OUTX khi bát
đầu mỗi chương trình đễ chi dẫn sự hổi đáp đến giao diện mong muốn.
ậ đây chúng tôi dã sử dụng một card GPIB để liên lạc giưã máy tính và SR-830. Trước khi lien
lạc với SR-830 thông qua giao diện GPIB cần phải đặt địa chỉ thiết bị SR-830. Địa chỉ này được
đặt từ bàn phím và có thể đặt giữa 1 và 30. Sự liên lạc với SR-830 sử dụng các kí tự ASCII. Các
lệnh có thệ là hoặc chữ thường hoặc chữ in hoặc chứa các kí tự trống. Hệ SR-830 có bộ nhớ lối
vào 256 kí tự và tiến hành các lệnh theo trật tự nhận được.. Tương tự SR-830 cũng có mộ bộ nhớ
lỏia 256 kí tự để luư trữ các tín hiệu lối ra cho đến khi máy tính chù sẵn sàng nhận. Chúng tôi đã

viết một chương trình phần mển máy tính lấy tên là S p e c tr a -D e p a r tm e n t o f Q u a n tu m
O p tic s -V N U theo mã Visual Basic đẽ điều khiển quá trình thu phổ và thu nhận số liệu. Giao
diện cua chương trình này được trình bàv trên hình 10.
Một số thông số cúa bộ Khuyếch đại Lock-In SR830:
Kênh tín hiệu:
-Điện áp vào : A hoặc độ lệch (A-B)
-Dòng vào: 106 -r 10HV/A
-Thang độ nhạy: từ 2nV -T IV
-Dòng nhiễu vào: 6nV/VHz tại 1kHz(tiêu biểu)
'Lợi suất động : lớn nhất là 100 dB (khi khống lọc tín hiệu)
Kênh so sánh:
- Phạm vi tần sô so sánh: từ lm H z đên 102 Hz
- Xung so sánh :TTL (vuông) hay dạng hình sin.
- Độ phàn giải pha : 0.01"
- Sai số pha tuyệt đối : < 1°
- Sai số pha tương đối: < 0,01"
- Pha trực giao : 90° ± 0.001"
- Sư trôi pha: < 0.0 r y c nếu tần số so sánh dưới 10kHz
< 0.1'7'C nếu tần số so sánh trên 100kHz


C E

a Ero-isn

r'"*

£'ế 2nU

m 1st

(cm-> m-» 2 ^ n <Anusuom>
(cm' t)<‘ >

<Amsliom>

ỈQQH (cm*-1) - S 3

'aBsiiP.ll ^ i>

fi* i ip e c ii d

5 54PM

- O e p A ilm n n

á ^ S p e c lra - Department of Quantum Optic* -V N U

II

New

I

Ooer.

I

(»,W"*,I

1i r e n r r 1

inierctryIjijj

HOD

■
H

H

E

lfC:vWy Documents'/! han
||quang moiv.C7Hâ\loiuen_sll.l>d

1

' 1 51Ơ24E-C5

431
j g s id ilj

W ft\J r U W K
W mv w
503 3
4S3?
495
r/ l ~ ^

M
507 6

I ^ S p e c t i a - Depailmen..

ỊW jV [I f

.511 3 M 516-2
w^UivTiWrvril

I________________

520 7

525.;

523 9
Ỉ3

5315
4:12PM

Hình 10:
Giao diện của chương rrìnli trình tint p h ổ Spectva-Departm ent o f Quantum O ptics-VN U

23


2.4 T hiết đạt chuấn của RS830.
Sau khi nghiên cứu lắp đặt hệ lock-in SR-830 và ghép nối thành cõng với máy quang phổ GDM1000, chúng tôi đã đặl tiêu chuẩn cho qui trình hoạt động của máy như sau:

Khi bật công tắc nguồn RS830 sẽ tự động kiểm tra thiết bị trước khi hoạt động. Thao tác kiểm
tra bao gồm:
1. Đọc/ghi dữ liệu về thiết bị kết nối trên RAM (địa chỉ của các thiết bị kết nối vào/ra).
2.

Kiếm tra bộ nhớ không xóa (nonvolatile memory), ở đó ghi lại các thông sô xác lập cho
khuyếch đại Lock-In trong phép đo lần trước.

3.

Kiểm tra bộ xử lý ROM.

4.

Kiếm tra bộ xứ lý tín hiệu số (DSP- Digital signal processor)

5. Kiểm tra bộ nhớ dự phòng (backup memory). Đây là bộ nhớ lưu giữ

lại các thông

thiết đặt khi thiết bị đang chạy thì bị lỗi .
Dưới đây là các thiết đặt chuẩn của RS830:

Tín hiệu chuẩn / pha

Lối r a /O FFSET

Pha

o.ooo1'

Kênh ra CHI

X

Nguổn tín hiệu chuán

Nội

Kênh ra CH2

Y

Họa ba #

I

Offset

0 .00%

Mở rộng

1

1.000

Biên độ tín hiệu dạng Sin

Vrms

Tần số nội

1.000 kHz

Trigger tín hiệu chuẩn ngoài

Hình Sin

những lối ra phụ
Điện áp ra

0.000
V

Vào / Lọc
Nguồn vào

Kênh A

Cài đặt

Tiếp đất

Thả trôi

Output To

GPIB

Mac, nối

AC

Địa chỉ cổng GPIB

8

Tắt

Tốc độ Baud RS232

9600

Chẵn lẻ

Không

Dãy loc chữ V

;

24

số


Hệ số khuyếch dại/TC

Key Click

Bật

Độ nhạy

1V

Báo động

Bật

Lợi suất

Low Noise

Ghi đè từ xa

Bật

Hằng số thời gian

100 ms

Lọc dB/oct.

12 dB

Lu trữ dữ liệu

Đổng bộ

Tắt

Tóc độ mẫu

1 Hz

Chế độ quét

Lặp lại

Trigger khởi đẩu

Không

Đã xóa

Hiến thị
CHI

X

CH2

Y

Tí số

Không

Các thanh ghi

Tín hiệu so sánh

Tần số

trạng thái cho phép

Ref Display I

CH2 Display I

CH1 Display

0

0

0

? í " ír

ẻ)
@

ộ |'
©

o

a

s

m

M

U

M
Q

*JW3

0
0 0 tn
n

0

9

0

B

0

■mat:

0

L3

; E

a

. :

W '

Signal Inputs

0
(Ễ ) s
■•liiM W w ar-iv-Vi-1.
ED

3

0

Analog Outputs I

EE)

ED E) s Q
0

Q 0
m
Q
B
f*f * MQUI

E3

ĩitm: »'■ x!

m

ã

EẼ

Ref In p u tj

Sine Output~|

Hình 11. Panel giao diện của RS83Ũ Lock-in

Nếu khõng muốn sử dụng thiết lập ở lần sử dụng trước, giữ phím [Setup] khi bật nguồn, sự thiêt
đặt Lock-In sẽ ở dạng mặc định như phần trình bày phía trên. Sự thiết đặt mặc định này cũng có
thế được gọi ra sử dụng qua lệnh *RST trên máy tính. Trong trường hợp này, thõng số kết nối và
trạng thái thanh ghi là không thay đổi.
Các phím được nhóm lại gắn nhãn theo chức nãng. Đê biết một cách đáy đủ về chức nãng cùa

25

mỗi phím các bạn có thể tham khảo trong catalog của RS830.
Núm (Knob) được sử dụng để điểu chỉnh những tham số trên màn hình của panel. Các tham số
có thế diểu chinh được là: tấn số so sánh nội, sai dịch pha của tín hiệu so sánh, biên độ của tín
hiệu so sánh, offsets, mức của đại lượng ra (dòng hay thế ra),..
Trong trường hợp RS830 được điểu khiển bới máy tính thì các phím và núm bị võ hiệu
hóa. Trên panel sẽ có thông báo (LED súng) hiến thị “Lock LOut”(Local Lockout) khi cố gắng
thay đổi các thiết đặt.
II- THIẾT KẾ X Â Y DỰNG HỆ THU PHỔ RAM AN KÍCH THÍCH BẰNG LASER ARGON
1-Lựa chọn sơ đổ kích thích phổ Ram an
Có nhiều sơ đồ kích thích phổ Tán xạ Raman khác nhau. Chúng tôi đã khảo sát ,thử nghiệm và
chọn ra phương án thích hợp . Như chúng ta đã biết ,tín hiệu Raman là rất yếu .Việc bố trí chiếu
sáng mảu và thu tín hiệu đưa vào khe máy phải được lựa chọn sao cho hiệu quả nhất

Hình 12

M ột s ố sơ đồ chiếu sáng.

1. Chiếu sáng vuông góc với gương phản xạ nhiều lần.
2.

Chiếu sáng dung dịch trong ống mao dẫn và chất không trong suốt.

3.

Chiếu sáng dọc thu trực tiếp.

4.

Dùng thấu kính tăng mật độ năng lượng.

5.

Chiếu sán2 thu Dhản xaíđối với mẫu rắn).

26


H ìn h l3 : Sơ đồ kích thích phổ Raman được sử dụng
Anh sáng tán xạ thường được quan sát ờ góc 90" so với hướng chùm tia tới. Cường độ của vạch
tán xạ Rayleigh bằng khoảng 0.1% cường độ chùm kích thích và cường độ của tán xạ Raman
hằng khoảng 10 '% cường độ chùm kích thích. Quan sát theo phương 180" với chùm tia tới cũng
có khi được dùng trong các nghiên cứu bể mặt mẫu.

2-Thu phổ R am an của một sỏ mẫu lỏng

Kháo sát công suất và chọn bước sóng laser kích thích, là công việc đầu tiên chúng ta
phải tiên hành trước khi thu phổ. Nhờ khả năng điều chỉnh lăng kính trong buồng cộng hường
cứa Laser Ar 237A mà chúng tôi đã thu đuợc các bước sóng khác nhau. Thực tế khảo sát công
suất của các bước sóng như sau:
Bang Ị Tliông sô'bước sóng và công suất của Laser Ar.
Bước sóng (A°)

Công suất (mW)

4765

24

4886

202

5018

13

5140

48

K

*4

Từ kết quá trên ta thấy bước sóng 4886 A" là rát tốt cho quá trình kích thích phổ tán xạ
Raman vì nó mạnh và phù hợp với vùng nhạy của nhân quang.

27


Khào sát phổ laser Argon trẽn hệ máy mới chúng tỏi thấy phổ thu dược khá đơn sắc, độ
rộng vạch nhỏ chỉ khoảng (~ 2cm'1). Ngoài ra, khi quét về phía sóng dài hơn không phát hiện
được vạch phụ nào khác nên khi thu phổ Raman khõng cần phài loại trừ vạch từ nguồn kích
thích. Đó là những ưu điểm quý của vạch 4886A" trong kỹ thuật thu phổ tán xạ.

Bước sóng (nm )

Hình 14: P h ổ vạch 488nm của laser Argon
Báng 2. Thông sô'bước sóng và công suất của bước sóng kích tliích

Bưóc sóng

Số sóng bậc 1

Số sóng bậc 2

v j c m ' 1)

v2u(cm'')

20466

10233

Cồng suất (mW)

(A°)
4886

202

Để phù hợp với sơ đổ kích thích mà chúng tôi đã chọn thì mẫu được dùng để nghiên cứu là
những mẫu dạng dung dịch được đựng tronơ cuvét thuỷ tinh trong suốt. Mẫu sử dụng ở đây
bước đầu là các chất lỏng chuẩn như Tetracacbonclorua (CC14), Benzen, Toluen, ... Đó là những
mẫu biểu hiện hiện tượng tán xạ rất mạnh và đã được nghiên cứu nên có thể dùng để đánh giá và
chuẩn hệ thu phổ. Tiếp đó chúng tôi cũng đã khảo sát phổ Raman của một số mẫu dầu mỏ lấy từ
mỏ Bạch Hổ đã qua chưng cất phân đoạn. Đây chính là một trong những ứng dụng có ý nghĩa
quan trọng nhất của phổ tán xạ tổ họp.
P h ổ R am an của CC lj
ớ đâv chúng tòi trích dẫn một trường hợp điên hình đó là phổ Raman của CC14 ,một chất chuẩn

cho tán xạ Raman. Chúng tôi đã thu được phổ Raman của CC14 ờ cả vùng Stokes và vùng đối
Stokes.
Kết quá thu dược ớ vùng Stokes có 3 vạch có độ dịch chuyển số sóng lần lượt là :
214cm '1, 316cm '1, 452cm '1.
28


Trong vùng đối Stokes cũng thu được các vạch có độ dịch chuyến số sóna lù :219cm'1,
318cm

4 6 0 c m 1. Các độ dịch chuyên này hoàn toàn phù hợp với các dịch chuyển trong vùn°

Stokes.
Các phổ thu được ớ đây có độ tin cậy và độ lặp lại rất cao, frofile vạch phổ rõ ràn°.
nhiễu chân vạch đã được giảm tối đa nhờ bộ khuếch đại Lock-in.
lJhó S lok cs CÚÍI (1(1

k i t h b a n ” Ar

(liiric .M121 ('15
Chẽ dỏ ghi pho:
Thế nuôi nhản quang: 800V
Độ rộng khe máy: 50|.tm
Độ rộng khe máy: 100mm
Tốc độ trải phổ: 10cm /u

9950

10000

10050

10100

10150

1 0200

SỐ sóníỉ bậc 2 (cm*1)

Hình 15: Phô'Sỉokes của CCIj kích bảng laser Argon dùng nhân quang M 12FC I5.

P h ổ A n t i - S l o k e s c ú n (■(.'! kícli b;íii” A r d ù i ] " M I2 F C . I5

Chẻ đỏ ghi phổ:
Thế nuôi nhân quang: 800V
Độ rộn 2 khe máy: 100|j.m
Độ rộng khe máy: 100mm
Tốc độ trải phổ: 10cm /u

sỏ súng bục 2 (em’1)
H ình 16: P lìổ Ann-Stokes của C C ì4 kích bàng laser Argon

29


P h ổ R am an của m ẫu dầu.
Dấu thó có thành phán hêt sức phức tạp, vì vậy sau khi khai thác người ta tiến hành
chưng cất phân đoạn, dựa iheo khoáng nhiệt độ chưng cất mà có thể thu được các sàn phẩm
khác nhau .

Các mẫu dầu chúng tôi nghièn cứu được chưna cất ờ các nhiệt độ là: 110"-ỉ-l 15",
115 ’-f 120“ . ơ các nhiệt độ này thường xuất hiện các thành phần quan trọng của dầu mò, đó là
các hydrocacbon thơm và các hydrocacbon trung bình.
Tiên hành quét phổ từ chân vạch tán xạ Rayleigh về phía số sóng nhổ hơn rất nhiều. Với
cả hai mẫu đều thấy những

I

vach Raman với độ cao lớn và khá rõ ràng :

Pho Sloki-s cùa màu dán 5 B I 10 k id i biiniỉ \ r dim " R92S

1 .0 x 1 0 J

_

Chẻ đô ghi phổ:
Thế nuôi nhân quang: 600V

8.0x10"*

Độ rộng khe máy: 100|am

■= 6.0x10'*
B

Độ rộng khe máy: lOOmm
Tốc độ trải phổ: 10cm /u

4 .0 x 1 0 4

2 .0 x 1 0 *

0.0
3000

8500

9000

9S00

10000

Sỏ SÓI1ỊỈ hiic2 (em ')

H ình 17; P h ổ Stokes của mẫu dầu 5B110 kích bằng laser Argon

Báng 3: Đ ộ dịch chuyển s ố sóng của p h ổ Stokes của mẫu dầu 5 B ỈI0 kích bằng laser Argon
Vạch kích

Vạch Stokes

Đ ộ dich chuyển số sóng

Bước sóng
(A")

Số sóng
(em '1)

Số sóng bậc 2
(em '1)

Số sóng bậc 1
(em'1)

ôv (em '1)

4886

20466

8773 ± 2

17546

2920 ± 0 .1 5 %

4886

20466

8809 ± 1.5

17618

2848 ± 0 .1 2 %

4886

20466

9511 ± 1

19022

1444 ± 0 .0 6 9 %

30


lJh ó S l n k c s cu;i m a u d;iu 51(115 kícli b m i g \ r ( lú n " U')2N

Ị

Chê đô ghi phổ:
Thế nuôi nhân quang: 600V
Độ rộng khe máy: 100|jm
Độ rộng khe máy: 100mm
Tốc độ trải phổ: lOem/U

8000

8500

9000

9500

10000

S ỏ SÓI1ỊỈ l ụ c 2 ( c m ' >

H ình 18: Phô Stokes cùa mẫu dầu 5 B I10 kích bằng laser Argon
Bang 4; Độ dịch chuyển sỏ'sóng cùa p h ổ Stokes của mẫu dần 5B1J5 kích bằng Ar dùng R928.
Vạch kích

Vạch Stokes

Độ dich chuyển số sóng

Bước sóng
(A°)

Số sóng
(em '1)

Số sóng bậc 2
(em'1)

Số sóng bậc 1
(em'1)

5v (em '1)

4886

20466

8772 ± 1.5

17544

2922 ± 0.11%

4886

20466

8810 ± 1

17620

2846± 0.09%

4886

20466

9512 ± 1.7

19024

1440 ±0.27%

* Nhản xét kết quả
Quan sát các phổ thu được từ các mẫu chuẩn ta thấy :
Do công suất của chùm Laser Ar rất lớn ( 202mW ) nên với hầu hết các mẫu đều cho
phổ tán xạ Raman mạnh cả ở vùng Stokes cũng như vùng Anti-Stokes.

Tính toán độ dịch chuyển vạch phổ của các chất thu được hoàn toàn khớp so với Atlat
chuẩn.
Mặt khác, sử dụng bước sóng 4886A" của Laser Ar sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phát
huỳnh quang ó' những mẫu dẻ phát huỳnh quang như mẫu dầu (có thành phần phức tạp và dễ lẫn
bẩn) mà chúng tôi nghiên cứu. Muốn hạn chế nó thì chúng ta phải sử dụng bước sóng dài để
kích Raman và chúng tôi đã thử tiến hành thu phổ tán xạ khi kích bang Laser He- Ne. Không
những thế Laser He- Ne không cần làm lạnh như Laser Ar nên rất tiện cho quá trình thu phổ.

31


III-XÂY DỤNG HỆ THU PHỎ RAMAN KÍCH THÍCH BANG LASER HE-NE

1-N ghièn cứu mở rộng vùng nhạy phổ của máy quang phổ
Như chúng ta đã biết để thu phổ tán xạ Raman tốt việc lựa chọn nguồn sáng Laser với
bước sóng và công suất phù hợp là việc rất cần thiết.
Từ các kết quả thu được từ phổ tán xạ Raman kích bằng Ar ta có thể thấy ưu thế vượt
trội cúa Ar vì nó là Laser với bước sóng X = 4886A" có độ đơn sắc cao, phát công suất lớn, cho
phổ Raman rơi hầu hết vào vùng nhậy của các nhân quang điện. Tuy nhiên, với việc dùng bước
sóng ngắn 4886A" của Ar để nghiên cứu những chất thực như các mẫu dầu (dễ bị lẫn bẩn) sẽ
làm mẫu không chi phát Raman mà còn phát cả huỳnh quang. Do đó mà phổ Raman thu được ở
trẽn nền huỳnh quang, ảnh hướng đến tín hiệu cần đo. Mặt khác, khi làm thực nghiệm Laser Ar
luôn cần được làm lạnh, quá trình này ánh hướng nhiều đến tiến trình đo. Để hạn chế nhược
điếm này, chúng tôi tiến hành kích Raman bằng Laser He- Ne có bước sóng dài (X - 6328A"),
vùng ít làm mẫu phát huỳnh quang. Tuy nhiên, lại cần phải chọn nhân quang có độ nhạy phù
hợp ớ vùng đỏ và hổng ngoại gần.Trên cơ sở đó, chúng tôi sử dụng nhân quang R928 có độ
nhạy ở vùng sóng dài (từ 280nm ->900nm ) để xây dựng một hệ thu phổ mới thu tán xạ Raman
kích bằng Laser He- Ne.
Nhân quang điện R928.
R928

là nhân quang cửa sổ mặt bẽn (side-on tube) do hãng Hamamatsu sản xuất. Đây

là loại nhân quang có vùng hoạt động rộng: từ 185 đến 900 nm. Dưới đây là một số đặc điểm kĩ
thuật: Photocathode được làm bằng Multialkali, cửa sổ Cathode làm bằng kính tử ngoại.
+ Độ nhạy sáng của Cathode: 250 1-iA/lm.
+ Độ nhạy sáng của Anode tại hiệu điện thế
1000V: 2500 A/lm.
+ Dynode có 9 tầng có bề mặt phát xạ là Multiakali.

í

+ Dòng tối 3 H- 50 nA.

Ị Ịj

+ Công suất ngang ổn 1.3*10'lfiw .

"fc

+ Thời gian hổi đáp:

ậI

-thời gian tăng xung Anode 2.2 ns.

ọ ■'

-thời gian chuyên tiếp electron 22ns.

"

'°

,

CCI
IX

"CO

;-:e

4CO

5:»:

í co

■#7A E L E N G

H ình 19: Đ ỏ thị dường đặc trưng và hiệu suất lượng tử của nhân quang R928

700
f-rr.;

s ::

;c o

tcoD


Nguồn nuôi nhản R928.
Nguồn nuôi nhân quang R928 bao gồm bộ chuyển thế từ điện xoay chiều 220V sang 15
V một chiều. Chốt cắm ống nhân quang chuyển 15 V một chiều sang thế cao áp đạt giữa các
Dynode của nhân quang,
Một sô' thông số của chốt cắm C6270:
-Điện áp vào: +15 ± 1 VDC
-Dòng vào ứng với điện áp max: 45 mA.
-Điện áp lối ra: 0 -7- 1250 VDC
-Dòng một chiểu lối ra PTM:
-tại 1000 V là 100 |.tA.
-tại

500 V ià 50 |iA.

-Thế nhiễu lối ra :0.008 % p-p
-Thòi gian hổi đáp điện áp :80 ms.
-Hệ số thay đổi thế vào theo nhiệt độ :± 0.01 %/'C.
-Nhiệt

Hình 20. Chân cám nhãn
quang R928

độ hoạt động :0 -í- 50 "c.

-Nhiệt độ bảo quản :-20

H-

60

Q Y 0

" c .

DY5

Co) r 7 ) ^ 7

DY4 /7 \

/g> DY8

DY3 (3
Div' TPR

I
ị_ * .- 1 5 V đ ? K i.R F D j
' - vr?r
V n r I»>/
n iu I iB
IHIL U t
i: v o

POVVCP O P P I Y

DIRECTION OF LIGHT

Ị _ HV C 0 N T 3 Ũ L Ị .\H T ã )
- U GRiXKOtFLir.Ki

w
;ior\A. :*UI f:5Wi

Hình 2 1 . Sơ đồ chối cắm C 6270 và vị tri các chán D ynode của nhàn quang R928

DY9


2-Nghièn cứu thu phổ Ram an kích thích bàng laser He-Ne

C hế đỏ ghi phổ:
Thế nuôi nhãn quang: 600V
Độ rộng khe máy: 120|-im
Độ rộng khe máy: lOOmm
Tốc độ trải phổ: 10cm /u

Sò sóny bậc 1 (cm '}

H ình 22: P h ổ Stokes của mẫu dầu 5B 110 kích bằng H e-N e dùng R928.

Bâng 5: Độ dịcli chuyển sô'sóng của p liổ Stokes cùa mẫu dầu 5BỈIŨ kích bằng H e-Ne dùng
nhân quang R928.

Vạch kích

Vạch Stokes

Độ dich chuyển số
sóng

Bước sóng (A")

Số sóng (em'1)

Số sóng bậc 1 (em'1)

Sv (em '1)

6328

15802

12884 ± 2

2918 ± 0.08%

6328

15802

12950 ± 2

2852 ±0.17%

6328

15802

13261 ± 1.5

2541 ±0.12%

6328

15802

13735 ± 2

2067 ±0.19%

6328

15802

13795 ± 1.8

2007 ± 0.18%

6328

15802

14158 ± 2 .2

1644 ±0.25%

6328

15802

14360 ± 2

1442 ± 0.29%

34