Обработка сигналов термического зеркала при стационарном возбуждении
Каленский А.В., Звеков А.А., Нурмухаметов Д.Р., Булгакова О.Н.

Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия,
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН (Институт углехимии и химического материаловедения СО РАН), Кемерово, Россия

Аннотация:
В работе рассмотрены особенности сигналов термического зеркала при стационарном лазерном возбуждении, следующие из модели возникающих тепловых, механических и дифракционных эффектов. Получены и апробированы выражения для начального наклона и стационарного значения сигнала. Предложена методика обработки экспериментальных сигналов термического зеркала, основанная на предварительном определении начального наклона сигнала и его стационарного значения. Выполнено сравнение параметров экспериментальных сигналов термического зеркала в случае люминесцирующих стекол, определенных с помощью предложенной и стандартной методик. Показано, что предложенная методика приводит к значительному сокращению вычислительных затрат для определения параметров модели термического зеркала при сопоставимом уровне погрешностей.

Ключевые слова:
фототермическая спектроскопия, фототермические эффекты, метод термического зеркала, сдвиг фаз, обработка эксперимента.

Цитирование:
Каленский, А.В. Обработка сигналов термического зеркала при стационарном возбуждении / А.В. Каленский, А.А. Звеков, Д.Р. Нурмухаметов, О.Н. Булгакова // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 3. – С. 369-376. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-369-376.

Литература:

  1. Bialkowski, S.E. Photothermal spectroscopy methods for chemical analysis / S.E. Bialkowski. - New York: John Wiley & Sons, Inc., 1996. – 584 p. – ISBN 978-0-471-57467-5.
  2. Гусев, В.Э. Лазерная оптоакустика / В.Э. Гусев, А.А. Карабутов. – М.: Наука, 1991. – 304 с. – ISBN 5-02-014172-0.
  3. Rodrigues, T.P. Discriminating the role of sample length in thermal lensing of solids / T.P. Rodrigues, V.S. Zanuto, R.A. Cruz, T. Catunda, M.L. Baesso, N.G.C. Astrath, L.C. Malacarne. // Optics Letters. – 2014. – Vol. 39(13). – P. 4013-4016. – DOI: 10.1364/OL.39.004013.
  4. Liu, M. Thermal lens spectrometry: still a technique on the horizon? / M. Liu, M. Franko // International Journal of Thermophysics. – 2016. – Vol. 37(7). – P. 67. – DOI: 10.1007/s10765-016-2072-y.
  5. Адуев, Б.П. Исследование поглощения света компаундами на основе тэна и наночастиц алюминия при воздействии лазерных импульсов / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, Р.И. Фурега, И.Ю. Лисков // Химическая физика. – 2014. – Т. 33, № 12. – С. 29-32. – DOI: 10.7868/S0207401X14120024.
  6. Адуев, Б.П. Особенности лазерного инициирования композитов на основе тэна с включениями ультрадисперсных частиц алюминия / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, А.А. Звеков, А.П. Никитин, А.В. Каленский // Физика горения и взрыва. – 2016. – Т. 52, № 6. – С. 104-110. – DOI: 10.15372/FGV20160611.
  7. Capeloto, O.A. Pulsed photothermal mirror technique: cha­racterization of opaque materials / O.A. Capeloto, G.V.B. Lu­kasievicz, V.S. Zanuto, L.S. Herculano, N.E. Souza Filho, A. Novatski, L.C. Malacarne, S.E. Bialkowski, M.L. Baesso, N.G.C. Astrath // Applied Optics. – 2014. - Vol. 53(33). - P. 7985-7991. – DOI: 10.1364/AO.53.007985.
  8. Lukasievicz, G.V.B. Pulsed-laser time-resolved thermal mirror technique in low-absorbance homogeneous linear elastic materials / G.V.B. Lukasievicz, N.G.C. Astrath, L.C. Malacarne, L.S. Herculano, V.S. Zanuto, M.L. Baesso, S.E. Bi­alkowski // Applied Spectroscopy. – 2013. – Vol. 67(10). – P. 1111-1116. – DOI: 10.1366/13-07068.
  9. Herculano, L.S. Photodegradation in micellar aqueous solutions of erythrosin esters derivatives / L.S. Herculano, G.V.B. Lukasievicz, E. Sehn, W. Caetano, D.S. Pellosi, N. Hioka, N.G.C. Astrath, L.C. Malacarne // Applied Spectroscopy. – 2015. – Vol. 69(7). – P. 883-888. – DOI: 10.1366/15-07865.
  10. Herculano, L.S. Investigation of the photobleaching process of eosin Y in aqueous solution by thermal lens spectroscopy / L.S. Herculano, L.C. Malacarne, V.S. Zanuto, G.V.B. Lukasievicz, O.A. Capeloto, N.G.C. Astrath // The Journal of Physical Chemistry B. – 2013. – Vol. 117, Issue 6. – P. 1932-1937. – DOI: 10.1021/jp3119296.
  11. Kumar, B.R. Study of concentration-dependent quantum yield of Rhodamine 6G by gold nanoparticles using thermal-lens technique / B.R. Kumar, N.S. Basheer, A. Kurian, S.D. George // Applied Physics B. – 2014. – Vol. 115, Issue 3. – P. 335-342. - DOI: 10.1007/s00340-013-5608-x.
  12. Shokou?, N. Selective determination of Sm (III) in lanthanide mixtures by thermal lens microscopy / N. Shokou?, J. Yoosefian // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2016. – Vol. 35. – P. 153-157. – DOI: 10.1016/j.ji­ec.2015.12.027.
  13. Sato, F. Time-resolved thermal mirror method: A theoretical study / F. Sato, L.C. Malacarne, P.R.B. Pedreira, M.P. Belancon, R.S. Mendes, M.L. Baesso, N.G.C. Astrath, J. Shen // Journal of Applied Physics. – 2008. – Vol. 104. – 053520. – DOI: 10.1063/1.2975997.
  14. Адуев, Б.П. Определение оптических свойств светорассеивающих систем с помощью фотометрического шара / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, А.А. Звеков, А.П. Никитин, Н.В. Нелюбина, Г.М. Белокуров, А.В. Каленский // Приборы и техника эксперимента. – 2015. – № 6. – С. 60-66. – DOI: 10.7868/S0032816215050018.
  15. Адуев, Б.П. Взрывчатое разложение таблеток пентаэритриттетранитрата, содержащих наночастицы никеля различного радиуса / Б.П. Адуев, Н.Р. Нурмухаметов, Р.П. Колмыков, А.П. Никитин, М.В. Ананьева, А.А. Звеков, А.В. Каленский // Химическая физика. – 2016. – Т. 35, № 8. – С. 37-43. – DOI: 10.7868/S0207401X16080021.
  16. Звеков, А.А. Расчёт оптических свойств композитов пентаэритриттетранитрат – наночастицы кобальта / А.А. Звеков, А.В. Каленский, Б.П. Адуев, М.В. Ананьева // Журнал прикладной спектроскопии. – 2015. – Т. 82, № 2. – С. 219-226.
  17. Петрук, И.Г. Спектрофотометрический метод дифференциации меланомы кожи человека. II. Диагностические характеристики / И.Г. Петрук, A.П. Иванов, С.M. Кватернюк, В.В. Барун // Журнал прикладной спектроскопии. – 2016. – Т. 83, № 2. – С. 283-292.
  18. Нелюбина, Н.В. Особенности обработки спектров окрашенных суспензий в кюветах с толстыми стенками / Н.В. Нелюбина, М.П. Пидгирный, О.Н. Булгакова, А.А. Звеков, А.В. Каленский // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 4. – С. 508-515. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-508-515.
  19. Каленский, А.В. Оптические свойства композитов на основе прозрачной матрицы и наночастиц меди / А.В. Каленский, А.А. Звеков, А.П. Никитин, Н.В. Газе­наур // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2016. - Т. 59, № 2. - С. 87-94.
  20. Sheldon, S.J. Laser-induced thermal lens effect: a new theoretical model / S.J. Sheldon, L.V. Knight, J.M. Thorne // Applied Optics. – 1982. – Vol. 21(9). – P. 1663-1669. – DOI: 10.1364/AO.21.001663.
  21. Bianchi, G.S. Resonant excited state absorption and relaxation mechanisms in Tb3+-doped calcium aluminosilicate glasses: an investigation by thermal mirror spectroscopy / G.S. Bianchi, V.S. Zanuto, F.B.G. Astrath, L.C. Malacarne, A.A. Terra, T. Catunda, L.A.O. Nunes, C. Jacinto, L.H.C. Andrade, S.M. Lima, M.L. Baesso, N.G.C. Astrath // Optics Letters. – 2013. – Vol. 38(22). – P. 4667-4670. – DOI: 10.1364/OL.38.004667.


© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20