Kuvuttoman kaarilamppulähteen rakentaminen IR-sovelluksiin

Taustana projekti, jossa tutustutaan käytössä oleviin lähteisiin ja niiden ominaisuuksiin. Laajakaistaiset Hiilisauvat, Nerst, Globar, Lasikuvussa olevat halogeenilähteet ja Hg-purkaus- ja kaarilamput sekä synkrotronisäteily. Kapeakaistaiset laserlähteet. Mittausten S/N suoraan verrannollinen lähteen intensiteettiin.

Globar/Hg-lamppuvertailumittaukset alueella 50-200 1/cm ja globar/halogeenilamppuvertailu alueella 3000-6000 1/cm.

Graduksi tavoitteen on rakennetaan valokaareen perustuva laboratoriolähde, jossa elektrodien kärkiväliä voidaan säätää. Asennus joko ikkunalliseen vakuumikupuun tai differentiaalipummpauksella varustettuun aukolliseen kupuun. Suojakaasun tarpeellisuus selvitettävä. Jäähdytys. Kestävien sähköläpivientien toteutus. Voidaanko pallopinnalla ottaa käyttöön myös 180 asteen suuntaan lähtevä säteily so. Intensiteetti kaksinkertaiseksi. Työn tarkoituksena selvittää konkreettisesti, onko tällaisen pitkään toimivan lähteen toteutus mahdollinen. Tällä hetkellä infrapunatutkimuksen päätoiminta-alueella (170-3000 1/cm) käytetään globar-lähdettä, jonka lämpötila on 1500 K. Lasin läpäisyalueella (yli 3000 1/cm)  voidaan käyttää halogeenilamppua (3200 K) sekä joissakin tapuksissa Hg-kaarilamppua (6200 K).

Auringon ja taustasäteilyn

käyttäminen infrapunaspektrometrin säteilylähteenä ilmakehän ja kasvillisuuden monitorointimittauksissa . Liityntäoptiikan suunnittelu.

 Valokuidun läpi (monia metrejä) vietävän säteilyn käyttäminen spektrometrin lähteenä. Erilaiset tekniikat: diffuusiolevyn kuvaaminen kuituun tai tietystä avaruuskulmasta tulevan säteilyn fokusointi linssi- tai peilioptiikalla kuidun päähän, kuitunippukaapelin käyttö, kuidussa tapahtuvan häviön mittaaminen. Gradu muodostuu kirjallisuustutkimuksesta ja kokeellisesta osasta. Kirjallisuustutkimus Fraunhoferin viivojen hyödyntämisestä, kun avaruuden taustasäteilyä tai auringon valoa käytetään säteilylähteenä tai herättämään kasvien luminesenssisäteilyä. Työ tehtäisiin Sodankylän ilmatieteen laitoksen (Esko Kyrö) kanssa yhteistyössä. Myös tarkempi työn määrittely tulisi sieltä.  Mahdollisia hankintatarpeita: valokuidut, optiset alustat, linssi- ja peilitelineet, linssit peilit.

Spektrin sovittaminen

Tavoitteena gradussa olisi kehittää menetelmä spektrien sovittaminen teoreettiseen viivanmuotoon. Ensivaiheen tavoitteena voisi olla eristetyn yksittäisen viivan sovittaminen.

Huomioitavia asioita:

Aukkofunktio (tunnettu) Katkaisusta tuleva viivanmuoto (tunnettu).Viehevirheet, lineaarinen, matkanmittausvirhe, säätövirhe (säteily väärään suuntaan), detektorien epälineaarisuusefektit, filtteritausta, interferenssihäiriöt, Doppler-viivanmuoto (Gaussi), ennustus teorian perusteella, paineesta tuleva Lorenz-viivanmuoto, ennustus teorian ja paineen perusteella, painesiirtymä, Luonnollinen viivanmuoto. Huom! Lounila-profiili ? Spektrin rakenne molekyylin kvanttimekaanisesta energiatasorakenteesta ja siirtymämahdollisuuksista erilaiset resonanssit huomioiden. Intensiteetit

Fotoakustisen detektorin käyttö korkeaerotteisessa infrapunaspektroskopiassa

Laitokselle hankitaan (2007 alussa) uudentyyppinen fotoakustinen detektori. Gradun aiheena voisi olla tämän detektorin käyttö yhdistettynä näytekyvetti/detektorisovelluksena tai perinteisemmin pitkän absorptiokyvetin jälkeen Golay-tyyppisenä detektorina.

Selvitystyö fotoakustiikasta ir-spektroskopiassa on tekeillä projekti (2006)

Aiemmin tehdyt loppututkielmat antavat kuvat mahdollisista gradujen aiheista.