Элементов

Стандартные измерительные устройства заводского изготовления НПВО-1 и МНПВО-1 имеют и стандартный набор измерительных элементов, позволяющих вести анализ в очень ограниченном круге задач, что связано с параметрами этих ИЭ. Приставка НПВО-1 в качестве элементов однократного отражения содержит цилиндрические призмы, изготовленные из следующих материалов: КРС-5, КРС-6, ИКС-24, ИКС-25.

Известно, что показатели преломления биологических объектов и их компонентов находятся в пределах от 1,3 до 1,6. Известно также, что одним из параметров, определяющих контраст спектра НПВО, является глубина проникновения электромагнитного поля в образец. Для увеличения глубины проникновения, а следовательно и контраста спектра НПВО, необходимо сблизить показатели преломления ИЭ и исследуемого объекта. Характеристики материалов, которые можно использовать для решения указанной задачи, приведены в указанной литературе.

Рис.3.1. Полуцилиндр однократного отражения с переменным

углом падения. Коллимация пучка света внутри элемента

достигается его фокусировкой на расстоянии d от

поверхности элемента

Для получения параллельного светового потока внутри полуцилиндра (рис.3.1) свет фокусируют перед криволинейной поверхностью полуцилиндра на расстоянии от нее:

d = r/(n₁ - 1), (3.1)

где d - расстояние от фокуса луча до линзы, мм;

r - радиус линзы, мм;

n₁ - показатель преломления материала ИЭ-та.

В приставке НПВО-1 при смене призм предусмотрена подстройка входных зеркал, при этом расстояние d + r может изменяться в пределах от 8 до 12 мм.

Чтобы не производить дополнительной юстировки приставки при использовании различных материалов для ИЭ, они были изготовлены с различными радиусами r. Зависимость значений r от показателя преломления материала элемента НПВО n1 при условии, что d + r =10 мм представлена ниже:

n₁ 1,5 1,6 1,7 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

r, мм 3,3 3,75 4,12 4,44 5,00 5,45 5,83 6,15 6,43

Рис. 3.2. Сравнение полосы поглощения липидов при λ = 2925 см ^-1

для однократного отражения на разных элементах НПВО:

1 – ИКС-24, n₁ = 2,38, θ = 39^о;

2 – КРС-6, n₁ = 2,19, θ = 44^о;

3 – сапфир, n₁ = 1,7, θ = 63^о36’

При подборе материала измерительных элементов следует еще учитывать, что для осуществления режима НПВО угол падения θ должен быть больше критического угла падения θ_кр.

Незначительные переделки в конструкции приставки НПВО-1 позволили увеличить предел работы до 67º. На этом устройстве были экспериментально опробованы измерительные элементы, изготовленные из различных материалов.

На рис.3.2 приведены спектры липидов на длинах волн в пределах 2800 - 3000 смˉ¹, полученные при использовании ИЭ с различными показателями преломления. Как видно из этих спектральных характеристик, наибольший контраст получен при использовании измерительного элемента, изготовленного из сапфира (n₁ = 1,7).