Оптические фильтры и их характеристики

1. Монохроматор МУМ-01 находится в собранном виде. В нем установлены источник света, приемник излучения, конденсор, дифракционная решетка, кювета для исследуемых образцов. Все эти элементы и другие вспомогательные детали смонтированы в корпусе.

2. Необходимо подключить с помощью штекера мультиметр к блоку обработки сигналов.

3. Проверить, чтобы щели перед источником и приемником излучения были вставлены шириной 0,5 мм.

4. Переключатель на блоке обработки сигнала поставить в положение 2.

5. Нажать до упора рукоятку переключения выходов монохроматора, расположенную на корпусе монохроматора со стороны источника излучения.

6. Включить блок питания в розетку 220В (прогрев установки должен быть до 15 мин.).

7. Поставить на мультиметре предел измерения напряжения до 2000мВ. Производить переключение пределов измерения по мере необходимости.

Задание 1.

Снять спектр излучения источника света в пределах от 380нм до 760нм. Для этого поставить по шкале длин волн излучения с длиной волны =380нм. По показанию мультиметра зафиксировать значение ЭДС фотодиода – U. ЭДС фотодиода пропорциональна интенсивности падающего на него света, Результаты измерений занести в таблицу №1. Шаг измерения 10нм.

Таблица №1. Зависимость интенсивности излучения от длины волны.

№
, нм
U, мВ

№
, нм
U, мВ

№
, нм
U, мВ

№
, нм
U, мВ

№
, нм
U, мВ

№
, нм
U, мВ

По результатам измерений построить график зависимости U=f().

Оптические фильтры и их характеристики

Светофильтры – это устройства, предназначенные для измерения световых потоков. Существуют светофильтры, которые изменяют световой поток, проходящий через них за счет поглощения света по всем длинам волн. Например, светофильтр, применяемый в защитных масках электросварщиков. Такие фильтры называются абсорбционными (поглощающими). Интенсивность света в этих фильтрах может быть определена по закону Бугера:

(3)

I – интенсивность света вышедшая из светофильтра,

I₀ – интенсивность света падающего на светофильтр,

d – толщина фильтра,

- коэффициент поглощения света материалом фильтра.

Существуют светофильтры, пропускающие свет определенной длины волны за счет интерференции. Они называются интерференционными.

В некоторых светофильтрах коэффициент поглощения неодинаков в разных частях спектра. Такой светофильтр будет пропускать ту часть спектра, которую меньше других частей поглотил фильтр.

Для характеристики светофильтров используются ряд параметров (рис.4):

1. Максимальная интенсивность света, пропускаемая фильтром – I_max

2. Полоса пропускания света на уровне половинной интенсивности (рис.3)

(4)

3. Наименьшая интенсивность пропускания света - I₀. Эту интенсивность называют фоном.

4. Контрастность фильтра:

(5)

5. Добротность фильтра:

(6)

6. Крутизна спектральной характеристики фильтра:

(7)

Рис.4

Задание 2.

1. Произвести измерение пропускающей способности светофильтров. Для этого в кюветный отсек поместить светофильтр и закрыть отсек поворотной шторкой. Измерение и таблицу выполнить аналогично заданию 1. Построить график измерения интенсивности прохождения света через светофильтр.

2. По полученным данным найти характеристики светофильтра и занести их в таблицу №2.

Таблица №2

, нм			,