146107. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés fényporok kvantumhatásfokának mérésére
2 146.107 meghatározását és az előző módszerekben ismertetett hosszas számolásokat. A találmányunk szerinti kvantumhatásfokmérő berendezés egy gerjesztő sugárzót, egy az ezzel gerjesztendő vizsgálandó lumineszkáló anyag tartására szolgáló tartót, egy a gerjesztett anyag sugárzásának útjába helyezett optikai rendszert és egy érzékelőt, célszerűen fényelektromos érzékelőt tartalmaz, és azzal van jellemezve, hogy az optikai rendszere, valamint érzékelőeszköze úgy van meg. választva, hogy ezek együttes spektrális . érzékenysége arányos az érzékelő eszköz által érzékelendő s Agárzás hullámhosszával. E berendezés -lényeges alkotórészét tehát egy olyan érzékelő rendszer képezi, melynek együttes e(r) spektrális érzékenysége a frekvencia fordított 1 c értékével -vei arányos (mivel v = r . ahol c a fény terjedési sebessége és X a fény hullámhossza, ennek az érzékelő rendszernek az érzékenysége X-val egyenesen arányos. Ezzel az érzékelő rendszerrel mérve a fényporba jutó gerjesztő sugárzást, majd a fénypor által emittált sugárzást a (3) képletben szereplő f E» f E 2 (y) áv és áv a c mennyiségekkel, tehát a fényporba jutó gerjesztő fotonok számával és a fénypor által emittált fotonok számával arányos mennyiséget mérünk. Tekintve, hogy a (3) képlet szerint a két mennyiség hányadosa a mérendő kvantumhatásfok, így az arányossági tényező kiesik. Természetesen nem hagyható figyelmen kívül az a tény, hogy mint minden kvantumhatásfok mérési, eljárásnál, itt is a gerjesztő sugárzásnak csak azt a hányadát szabad figyelembe vennünk, mely hányad tényleg gerjeszt, a fénypor által visszavert, tehát gerjesztésre fel nem használt hányadot tekintetbe kell venni, mint korrekciós tényezőt. A találmányunk szerinti mérőberendezésnek többféle kiviteli alakja lehet. Optikai rendszere a sugárzás felbontására és a felbontott sugárzást az érzékelő eszköz felületére egyesítő optikai eszközökből állhat, mely'esetben az optikai rendszerben a spektrum síkjában elhelyezett, az optikai rendszer és az érzékelő eszköz együttes spektrális érzékenységének az érzékelő eszköz által érzékelendő sugárzás hullámhosszával való arányos voltát nyílással ellátott maszk eszközli. A berendezéshez szükséges maszk alakjának megállapításánál a maszk helyére, vagy annak közvetlen közelébe egy a spektrumra merőleges és a spektrum mentén mérhetően eltolható rés helyezendő el és a mérendő fénypor helyére egy ismert spektrális energiaeloszlású sugárzó kerül. A rést egy meghatározott hullámhossznak megfelelő spektrum tartomány elé tolva csak a résen jut át sugárzás az érzékelőbe és a spektrum többi része le van takarva. A rés eltolásával méréseket végezünk az érzékelővel a különböző hullámhoszszaknál. A mérések' eredményeibe' a fénypor helyére tett sugárzó spektrális energiaeloszlásának ismeretében a maszk alakja számítható. A maszk alakjának megállapítására szolgáló mérés után a rés a spektrum elől eltávolítandó, helyére a számítás alapján elkészített maszk kerül, A maszk ellenőrzése a rés betolásával történhet. A sugárzás felbontására szolgáló optikai eszköz lehet egy spektroszkóp, a sugárzás egyesítésére szolgáló optikai eszköz pedig egy lencserendszer, és a maszk e két rendszer között van elhelyezve. Lehet azonban, a sugárzás felbontására és egyben egyesítésére egy nulla diszpenzióra beállított kettős monokrornáíort alkalmazni, amely esetben a maszk ezen monokromátor eltávolított középső1 rése helyét foglalja el. Egy másik kivitelnél a sugárzás felbontására szolgáló spektroszkóp egy interferenciaszűrő-spektroszkóp lehet. Magát a maszkot lehet szűrővel is kombinálni. Lehet azután a mérőberendezést oly módon kivitelezni, hogy az optikai rendszert szükségszerűen kizárólagosan egy vagy több olyan együttes színképi áteresztésű szűrő képezi, amely az érzékelővel együttes spektrális érzékenységet az érzékelő eszköz által érzékelendő sugárzás hullámhosszával arányosítja. A találmányt részletesebben a mellékelt ábrák kapcsán magyarázzuk, amelyek a találmányunk szerinti berendezés néhány példaképpeni kiviteli alakját tüntetik fel. A találmány szerinti kvantumhatásfokmérő berendezés egyik kiviteli alakjának vázlatát az 1. ábra szemlélteti," ahol (11) a gerjesztő sugárzó, (12) a vizsgálandó fénypor, (13) egy spektroszkóp belépő rése, (14) ennek kollimátora, (15) prizmája, (16) objektívje. A (17) spektrum sík mellett helyezkedik el a (18) fényhatároló (maszk), a (19) objektív a spektrumot a (20) fotocella katódjának felületén egyesíti, a fotocella árama a (21) műszerrel határozható meg. A (18) fényhatároló alakját úgy határozzuk meg, hogy a spektroszkópból, fényhatárolóból és fotocellából álló rendszer együttes színképi érzékenysége X -val arányos legyen. A berendezésben használt fényhatároló (maszk) alakját a 2. ábra szemlélteti, ahol (22) a keretet jelöli, (23) pedig a kialakított maszkot. Mivel egy ilyen alakú fényhatároló elkészítése a közepén levő kis magasságú fényt átbocsátó sáv miatt körülményes, kialakításánál a 3. ábra szerinti megoldás a célszerűbb, amikor is a spektrum egy része előtt optikai szűrőt (24) helyezünk el. A maszk bal fele (23) tehát megegyezik az eredeti alakkal, jobb fele (25) azonban nagyobb méretű és így pontosabban valósítható meg a maszk alakja. A 4. ábra egy másik, egyszerűbb kivitelt szemléltet, amikor is a (11) sugárzóval gerjesztett (12) fénypor felületét a (14) és (16) objektívek a (20) fényelektromos vagy hőelektromos érzékelő felületére képezik le, az objektívek közé olyan (26) optikai színesüveg vagy zselatinszűrő rendszert helyeztünk el, melyeknek színképi átbocsatasa az . érzékelő színképi érzékenységét a hullámhosszal arányosan állította be. Jó eredményeket érünk el a Schott NG2 + BG17 + GG18, 0,1 mm, ül. 1,5 mm, ill. 1 mm vastagságú szűrők kombinációjával, thermooszlop használata mellett. Ha olyan fényporokat vizsgálunk, melyek csak meghatározott sávban adnak lumineszkáló sugárzást, természetesen elegendő olyan érzékelő rendszert használni, mely csak e sávon belül eső sugárzást érzékel, de érzékenysége ebben a tartó-
