Устройство для детектирования алмазов
Полезная модель относится к устройствам получения фотолюминесценции алмазов для их детектирования и может быть использована в ювелирном деле, микроэлектронике и в горном деле. Технический результат: упрощение процесса детектирования алмазов, увеличение площади детектирования. Устройство состоит из излучателя, обеспечивающего излучение на рабочих молекулах KrCl* с максимумом на длине волны 222 нм и детектируемого образца. При этом в качестве излучателя используется эксиплексная лампа.
Полезная модель относится к устройствам получения фотолюминесценции алмазов для их детектирования и может быть использована в ювелирном деле, микроэлектронике и в горном деле.
Известны устройства получения катодолюминесценции алмаза, в которых используется возбуждение низкоинтенсивными непрерывными электронными пучками [1], субнаносекундными лавинными электронными пучками [2].
Недостатком первого способа является необходимость вакуумирования образца, а в некоторых случаях - обеспечения стока заряда, наведенного на образце пучком. Недостатками обоих способов является необходимость использования сложного и дорогого оборудования.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство получения фотолюминесценции алмаза - эксиплексный лазер, камера которого заполнена рабочей смесью, которая при возбуждении импульсным объемным разрядом обеспечивает излучение на рабочих молекулах KrCl*, импульсы излучения на длине волны 222 нм с длительностью до нескольких десятков наносекунд, энергией в импульсе десятки мДж и частотой следования импульсов до нескольких Гц, который при облучении алмазов обеспечивает присущую для него фотолюминесценцию в видимой области спектра в диапазоне от 300 до 680 нм [2].
Недостатками устройства является необходимость использования сложного и дорогого оборудования и неудобство его использования при детектировании нескольких алмазов, алмазной крошки, протяженные поверхности с алмазными включениями.
Задачей полезной модели является упрощение процесса детектирования алмазов, увеличение детектируемой площади.
Указанная задача достигается за счет того, что устройство для детектирования алмазов содержащее излучатель, обеспечивающий излучение на рабочих молекулах KrCl* с максимумом на длине волны 222 нм, детектируемый образец, согласно техническому решению, содержит в качестве излучателя эксиплексную лампу.
Применяемая лампа характеризуется узкополосным спектром с максимумом излучения на длине волны 222 нм и полушириной спектральной полосы от нескольких десятков до единиц нм, что зависит от способа возбуждения рабочей смеси. Лампа позволяет облучать протяженные поверхности с включениями алмазов, в том числе и поверхности сложной формы [3].
Использование вместо эксиплексного лазера эксиплексной лампы, обеспечивающей излучение в полосе молекулы KrCl*, упрощает процесс получения фотолюминесценции. В отличие от устройства для получения пучков электронов и от KrCl-лазера, эксилампа является дешевым и простым в эксплуатации устройством. Она может возбуждаться при помощи различных разрядов (тлеющего, барьерного, емкостного, импульсного) [3]. Например, для получения фотолюминесценции алмазов была использована коаксиальная эксиплексная лампа барьерного разряда на молекулах KrCl*,
заполненная рабочей смесью Kr/Cl 2=400/1. Устройство давало освещенность на облучаемой поверхности до 12 мВт/см2 на площади 30 см 2, чего было достаточно, чтобы детектировать фотолюминесценцию алмазов в облучаемых образцах. При помощи предложенного устройства, в отличие от устройств, основанных на использовании электронных пучков и пучка лазерного излучения, можно получать фотолюминесценцию сразу нескольких образцов, что зависит от площади лампы.
Таким образом, предлагаемое решение упрощает процесс получения фотолюминесценции, позволяет анализировать несколько образцов одновременно, что может быть использовано, например, в технологических процессах детектирования алмазов в алмазоносных горных породах.
Можно также отметить, что устройство является более безопасным в работе по сравнению с импульсными источниками пучков электронов и импульсными лазерами, поскольку рабочие напряжения на электродах колбы снижены и не превышают 10 кВ.
Литература
1. Соломонов В.И., Михайлов С.Г. Импульсная катодолюминесценция и ее применение для анализа конденсированных веществ. Екатеринбург, Изд-во УрО РАН, 2003.
2. Липатов Е.И., Тарасенко В.Ф., Орловский В.М., Алексеев С.Б. / Люминесценция кристаллов при облучении KrCl-лазером и субнаносекундным электронным пучком. // Квантовая электроника. 2005. Т.35. №8. С.745-748.
3. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин А.Э., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Ерофеев М.И. / Эксилампы - эффективные источники спонтанного УФ- и ВУФ-излучения. // Успехи физических наук. 2003. Т.173. №2. С.201-217.
Устройство для детектирования алмазов, содержащее излучатель, обеспечивающий излучение на рабочих молекулах KrCl* с максимумом на длине волны 222 нм, детектируемый образец, отличающееся тем, что в качестве излучателя используется эксиплексная лампа.
