Celda de referencia de fluorescencia inducida por láser (LIF) con yodo (I2) para calibración de longitud de onda láser

Estos sistemas de fluorescencia inducida por láser (LIF) constan de un tubo fotomultiplicador (PMT) y su base, un compartimento con filtro de corte y una celda de yodo sellada al vacío. La longitud de onda de un láser comercial sintonizable, como un láser de diodo de onda continua (CW) o un láser de colorante pulsado, suele presentar una pequeña desviación y, por lo general, no presenta un barrido lineal con la energía. Una práctica común consiste en registrar simultáneamente el espectro de referencia de un átomo o molécula con energías de transición bien conocidas. Esto permite calibrar con precisión los datos espectrales obtenidos.

Este sistema permite obtener el espectro LIF del yodo, que puede utilizarse como espectro de referencia. El espectro de absorción del yodo (a menudo registrado con láseres de onda continua) se obtiene generalmente colocando un fotodiodo en la salida de la celda de referencia. La técnica LIF es más aplicable a láseres pulsados de alta potencia pico, como los láseres de colorante y los osciladores paramétricos ópticos (OPO).

La celda de yodo está fabricada con una celda de cuarzo sellada a la llama y montada dentro de una robusta placa en forma de cruz, lo que la hace prácticamente irrompible. Un sistema óptico de recolección de fluorescencia integrado está montado sobre una base deslizante para lograr una gran capacidad de captación de luz, de modo que la fluorescencia del yodo se proyecta sobre el fotocátodo del tubo fotomultiplicador. Este sistema LIF permite obtener espectros con una excelente relación señal/ruido a partir de sistemas láser pulsados de baja potencia.

Estos sistemas pueden solicitarse con o sin sistema de calentamiento de la celda de yodo integrado. La versión con calentamiento incluye resistencias calefactoras integradas, termopar y controlador/fuente de alimentación PID (proporcional-integral-derivativo), lo que permite al usuario seleccionar la temperatura deseada entre la temperatura ambiente y 250 °C. El espectro BX del yodo, tanto a temperatura ambiente como con calentamiento, contiene miles de transiciones rovibracionales bien conocidas, formando un espectro continuo de 14 800 a 20 000 cm⁻¹.

La figura inferior muestra un espectro LIF de yodo registrado con un láser de colorante pulsado con un ancho de línea de 0,04 cm⁻¹. El espectro se obtuvo con un paso de 0,003 cm⁻¹, promediando 10 disparos láser, y se calibró con 24 líneas de yodo hasta una desviación estándar de 0,002 cm⁻¹. En estos experimentos, el tubo fotomultiplicador (PMT) se alimentó con -850 V CC para una fuente de alimentación de alto voltaje; se utilizó un filtro de corte de paso largo de 645 nm para bloquear la luz dispersa del láser; la señal analógica LIF se capturó con un integrador de puerta y se registró con nuestro sistema de adquisición de datos. El espectro LIF del yodo es susceptible a la dispersión por potencia; recomendamos instalar una lente divergente y utilizar filtros de densidad neutra antes del brazo óptico de entrada para reducir la cantidad de energía láser que atraviesa el sistema LIF. Como regla general, se recomienda reducir la potencia del láser hasta que sea apenas visible, como en una tarjeta de visita blanca con las luces de la habitación apagadas. Este es un buen punto de partida para asegurar que las líneas de yodo sean lo más nítidas posible sin efectos de ensanchamiento por potencia.
Este sistema de fluorescencia inducida por láser (LIF) incluye brazos ópticos para limitar el ruido ambiental de la iluminación y definir con precisión el eje óptico, lo que facilita la alineación del láser. Estos sistemas LIF se apoyan en tres postes de mesa óptica de ½” (con soportes y pedestales de 1”) para un montaje y nivelación sencillos sobre cualquier mesa óptica. También ofrecemos diversos accesorios, como filtros ópticos de corte de paso largo de 2 pulgadas cuadradas para bloquear la luz láser dispersada por el fotomultiplicador (PMT), fuente de alimentación de alto voltaje ajustable para el PMT, integradores con obturador, copias impresas del atlas I2 y software de adquisición de datos.

El precio de este sistema incluye un tubo fotomultiplicador Hamamatsu R955 sensible al rojo y una base (amplia respuesta espectral de 160 a 900 nm).