В настоящее время я изучаю учебник « Инфракрасная и комбинационная спектроскопия» , 2-е издание, Питера Ларкина. В разделе, озаглавленном «Процесс инфракрасного поглощения» , автор говорит следующее:
Типичный широкополосный источник ИК-спектрометра одновременно излучает все интересующие ИК-частоты, где ближний ИК-диапазон составляет 14 000–4 000 см–1. , средний ИК-диапазон 4000 - 400 см , а дальняя ИК область 400 - 10 см .
Я знаю, что лазеры примерно, более или менее , монохроматичны. Очевидно, что длина волны — это не то же самое, что частота, но идея о том, что источник света может одновременно излучать широкий диапазон частот, вызывала у меня дискомфорт, учитывая вышеупомянутый факт о монохроматичности.
Проводя исследование, я нашел следующее объяснение (см. 10.6.2 Механизмы восприятия ):
Оптические датчики обычно связаны с оптическим модулем, как показано на рис. 10.38. Модуль подает возбуждающий свет, который может исходить от монохроматического источника, такого как диодный лазер, или от широкополосного источника (например, кварцево-галогенный), который фильтруется для обеспечения узкой полосы пропускания возбуждения.
Мне кажется, что это объяснение смешивает понятия "широкополосность" и "монохроматичность" или, по крайней мере, пишет так, что кажется так:
Модуль подает возбуждающий свет, который может исходить от монохроматического источника, такого как диодный лазер, или от широкополосного источника (например, кварцево-галогенный)...
Я был бы очень признателен, если бы люди нашли время, чтобы объяснить, как источник света может быть «широкополосным» (то есть излучать широкий диапазон частот), и пояснить, что говорит приведенное выше объяснение.
Тепловое излучение (часто идеализируемое как излучение абсолютно черного тела) является широкополосным, т.е. одновременно излучает несколько частот. Лампа накаливания устроена так. Ссылки, приведенные в вопросе, проводят правильное различие между монохроматическим излучением лазеров и широкополосным излучением тепловых источников.
Процитированное предложение, в котором упоминается кварцево-галогенный источник, указывает на то, что его широкополосное излучение должно быть отфильтровано, чтобы он вел себя как монохроматический источник — без фильтра он не обладает этим свойством.
Есть два возможных пути создания широкополосного источника света.
Некогерентные источники
Первый способ — создать источник, который излучает свет на нескольких разных частотах без какой-либо когерентности между этими частотными компонентами. Самый простой способ сделать это — использовать тепловые источники (например, кварцево-галогенные лампы, упомянутые в качестве примеров в вашей цитате), но есть и другие механизмы, такие как, например, флуоресценция.
Когерентные источники
Или, другими словами, импульсные лазеры. Чтобы быть тупым, когда вы говорите
Я знаю, что лазеры приблизительно, более или менее, монохроматичны.
вы «знаете» неправильно. Лазеры действительно часто описывают как излучающие свет только одной частоты, но это заблуждение. Лазеры возникают из-за усиления света за счет вынужденного излучения, и это усиление может происходить на любой частоте, где активная среда имеет доступные переходы. Для твердотельных систем эти переходы часто происходят в широких полосах частот, поэтому эти усиливающие среды можно использовать в качестве «перестраиваемых» лазеров (где вы используете резонатор для выбора усиливаемой частоты), но вы также можете настроить их так, чтобы что все частоты усиливаются одновременно, фиксируя их относительную фазу так, чтобы они были согласованы друг с другом, что приводит к серии (часто очень коротких) лазерных импульсов.
Из-за дополнительных уровней технологии импульсные лазеры часто дороже, чем тепловые источники (которые могут быть чрезвычайно простыми), поэтому, если вам не нужна когерентность (например, в спектрометре), вы просто используете тепловые источники, когда вы нужен широкополосный свет.
клингордон
клингордон
Указатель