Versuchsaufbau

Versuchsaufbau
Blockschaltbild des Versuchsaufbaus

Hier gibt es ein Foto des Aufbaus.

Der Strahl eines Dauerstrich-Argon-Ionen-Lasers (Laser Graphics, Betriebswellenlänge 514,5 nm) wird durch eine Linse aufgeweitet und fällt in die Meßzelle. Es wird in einem strömenden System gearbeitet. Dazu wird die Zelle während der Messung ständig abgepumpt, während gasförmiges Iod aus einem Reservoir in die Zelle geleitet wird. Damit das Iod die Vakuumpumpe (hier eine Drehschieberpumpe) nicht beschädigen kann, wird es in einer mit flüssigem Stickstoff gekühlten Falle resublimiert. Der Druck in der Meßzelle beträgt bei diesem Versuch ca. 0,5 mbar und wird mit einem Wärmeleitfähigkeitsdruckmeßkopf gemessen.

Die von den angeregten Iodmolekülen emitterte Strahlung wird im rechten Winkel zur Achse des Laserstrahls gemessen. Das Licht fällt durch einen Eintrittsspalt in einen Monochromator (Jobin Yvon, Czerny-Turner-Anordnung, Brennweite 25 cm, spektrales Gitter mit 1200 Furchen pro mm und Blaze-Wellenlänge 750 nm) und wird dort spektral zerlegt. Der Versuch wird mit einer spektralen Auflösung von ca. 0,5 nm durchgeführt.

Die Strahlung wird von einem Photomultiplier (Thorn EMI, maximale Empfindlichkeit bei 400 nm) detektiert, der am Austrittsspalt des Monochromators angeflanscht ist. Da der Photomultiplier auch im roten Bereich des sichtbaren Lichtes empfindlich ist, hat er einen hohen Rauschpegel, der durch Kühlung verringert werden kann. Zu diesem Zweck befindet sich der Multiplier in einem Kühlgehäuse. Bei diesem Versuch wird an den Multiplier eine Hochspannung von ca. +1100 Volt angelegt.

Rauschen und Signal des Photomultipliers werden zunächst vorverstärkt. Der Diskriminator filtert das Rauschen heraus. Die durch Photonen ausgelösten Strompulse werden von der im PC integrierten Zählkarte (EGG MCS-plus) erfaßt.

Der Personal Computer dient dazu, Monochromator und Zählkarte zu steuern, das aufgenommene Spektrum mit geeigneter Software auszuwerten und die Spektrensimulation durchzuführen .


Stichworte:

    		•  Laser (Eigenschaften von Laserstrahlung, Erzeugung von Laserstrahlung, Lasertypen, Einsatz von Lasern)

    		•  Vakuumpumpen

    		•  Druckmessung

    		•  Monochromatoren (spektrale Auflösung, Blaze-Wellenlänge, Monochromatortypen)

    		•  Photomultiplier

    		•  spektrale Empfindlichkeit


    Fragen:

    		•  Was sind die Vorteile eines strömenden Systems?

    		•  Was bedeutet "Dauerstrich"-Laser? Was ist das Gegenteil von "Dauerstrich"?

    		•  Welche Farbe haben vermutlich die Laserschutzbrillen?

    		•  Warum wird der Querschnitt des Laserstrahls aufgeweitet?

    		•  Aus welchem Material wird vermutlich die Photokathode des Multipliers bestehen?

    		•  Wie kommt das Rauschen des Photomultipliers zustande?

    		•  Warum kann das Rauschen des Photomultipliers durch Kühlung verringert werden?

    		•  Wie unterscheiden sich die Störpulse von den Strompulsen, die durch Photonen ausgelöst werden?

    		•  Wieviele Photonen braucht man, um einen Strompuls auszulösen?

    		•  Bei ungefähr welcher Wellenlänge wird das Detektionssystem (Monochromator & Photomultiplier) die größte spektrale Empfindlichkeit haben?

    		•  Wie kann die spektrale Auflösung des Monochromators eingestellt werden?

    		•  Wie könnte man überprüfen, ob der Monochromator tatsächlich die korrekte Wellenlänge anzeigt?

    		•  Was für Versuche kann man mit dieser Anordnung noch durchführen?


    Literatur

    weiter zur Durchführung
    F1: index