Célula de referência de fluorescência induzida por laser (LIF) com iodo (I2) para calibração do comprimento de onda do laser

Esses sistemas de fluorescência induzida por laser (LIF) contêm um tubo fotomultiplicador (PMT) e sua base, um compartimento para filtro de corte e uma célula de iodo selada a vácuo. O comprimento de onda de um laser comercial sintonizável, como um laser de diodo de onda contínua (cw) ou um laser de corante pulsado, geralmente apresenta pequenas variações e normalmente não varia linearmente em energia. Uma prática comum é registrar simultaneamente um espectro de referência de um átomo ou molécula com energias de transição bem conhecidas. Isso permite que os dados espectrais coletados sejam calibrados com precisão.

Este sistema permite a coleta do espectro LIF do iodo, que pode ser usado como espectro de referência. O espectro de absorção do iodo (frequentemente registrado com lasers de onda contínua) é tipicamente obtido posicionando-se um fotodiodo na saída da célula de referência. A técnica LIF é mais aplicável a lasers pulsados com alta potência de pico, como lasers de corante e osciladores paramétricos ópticos (OPO).

A célula de iodo é feita de quartzo selado a chama e montada dentro de uma cruzeta Conflat reforçada, tornando-a praticamente inquebrável. Uma óptica integrada de coleta de fluorescência é montada em um suporte deslizante para permitir uma excelente capacidade de captação de luz, de modo que a fluorescência do iodo seja projetada no fotocátodo do tubo fotomultiplicador. Este sistema LIF permite a coleta de espectros com excelente relação sinal-ruído a partir de sistemas de laser pulsado de baixa potência.

Esses sistemas podem ser encomendados com ou sem um sistema de aquecimento de célula de iodo integrado. A versão aquecida inclui resistências de cartucho integradas, termopar e controlador proporcional-integral-derivativo (PID)/fonte de alimentação, permitindo que o operador selecione a temperatura desejada, desde a temperatura ambiente até 250 °C. O espectro BX do iodo, tanto à temperatura ambiente quanto aquecido, contém milhares de transições rovibracionais, sendo bem conhecido por apresentar um espectro contínuo de 14.800 a 20.000 cm⁻¹.

A figura abaixo mostra um espectro LIF de iodo obtido com um laser de corante pulsado com largura de linha de 0,04 cm⁻¹. O espectro foi coletado com um passo de 0,003 cm⁻¹, médias de 10 disparos do laser e calibrado com 24 linhas de iodo para um valor RMS de 0,002 cm⁻¹. Nestes experimentos, o tubo fotomultiplicador (PMT) foi alimentado com -850 VCC para uma fonte de alimentação de alta tensão, um filtro passa-alta de 645 nm foi usado para bloquear a luz espalhada do laser, o sinal analógico LIF foi capturado com um integrador controlado por gate e registrado com nosso sistema de aquisição de dados. O espectro LIF do iodo é facilmente alargado por potência; recomendamos a instalação de uma lente divergente e o uso de filtros de densidade neutra antes do braço óptico de entrada para reduzir a quantidade de energia do laser que passa pelo sistema LIF. Uma boa regra prática é reduzir a potência do laser até que ele seja quase imperceptível, como visto em um cartão de visita branco com as luzes da sala apagadas. Este é um bom ponto de partida para garantir que as linhas de iodo sejam o mais nítidas possível, sem efeitos de alargamento por potência.
Este sistema de fluorescência induzida por laser inclui braços ópticos para limitar o ruído de fundo proveniente das luzes da sala e para definir com precisão o eixo óptico, facilitando o alinhamento do laser. Esses sistemas LIF são suportados por 3 postes de mesa óptica de ½” (incluindo suportes para os postes e pedestais de 1”) para fácil montagem e nivelamento em qualquer mesa óptica. Também oferecemos diversos acessórios, como filtros ópticos de corte de comprimento de onda longo quadrados de 2 polegadas para bloquear a luz laser dispersa e impedir sua visualização pelo PMT, fonte de alimentação de alta tensão ajustável para o PMT, integradores com controle de fase, cópias impressas do atlas I2 e software de aquisição de dados.

O preço deste sistema inclui um tubo fotomultiplicador Hamamatsu R955 sensível à luz vermelha e sua base (ampla resposta espectral de 160 a 900 nm).