Описание лабораторной установки. Установка состоит из двух частей: монохроматора и блока управления

Установка состоит из двух частей: монохроматора и блока управления.

Монохроматор – спектральный прибор, предназначенный для выделения оптического излучения с заданной длиной волны. Оптическая схема монохроматора приведена на рис.2.10. Излучение лампы накаливания через механический прерыватель, входную щель и объектив поступает на дифракционную решетку, которая отклоняет его на выходные объектив и щель. Угол отклонения света зависит от его длины волны. Поэтому, изменяя угловое положение дифракционной решетки с помощью барабана, на выходной щели можно получить излучение с заданной длиной волны. Спектральный диапазон монохроматора лежит в пределах от 0,38 мкм до 2,38 мкм, чему соответствуют показания барабана от 0 до 2000. Пересчет от показаний шкалы барабана «П» к длинам волн света λ на выходе монохроматора (в мкм) производится по формуле

λ = 0,25 + 0,5·10^-3· П. (2.12)

Входная щель позволяет регулировать интенсивность света на входе монохроматора. С помощью выходной щели устанавливается спектральное разрешение монохроматора. За выходной щелью крепится кассета с тремя различными кристаллами полупроводников: из кремния с ΔEg = 1,12 эВ; германия с ΔEg = 0,66 эВ; сульфида кадмия CdS с ΔEg = 2,42 эВ. Установка полупроводников в рабочее положение осуществляется вращением ручки до совмещения указателя номера образца со стрелкой.

Для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда в монохроматоре имеется шторка с закрепленным на ней светодиодом. Ввод светодиода в оптическую схему монохроматора осуществляется поворотом ручки управления шторкой из положения «Открыто» в положение «Закрыто». В этом случае, изменяя ширину выходной щели монохроматора, можно регулировать интенсивность излучения свето-диода, Излучение светодиода представляет собой последовательность импульсов с длительностью Т_сид. Временной интервал между им-пульсами тоже равен Т_сид. Время жизни неравновесных носителей можно определить по измерению длительности фронта импульса фототока (рис.2.7) на осциллографе. Однако осциллографические измерения имеют низкую точность, поэтому в работе используется метод, суть которого в следующем. При длительностях светового импульса Т_сид, сравнимых с τ, амплитуда импульса фототока зависит от Т_сид согласно (2.7) (рис.2.11) и

J/J_ст = 1 – ехр(-Т_сид / τ).

Отсюда с учетом того, что Т_сид = 1/2F, где F – частота следования световых импульсов, получим

τ = 1/[2Fln(J/J_ст)].

Величину спада J от частоты можно регистрировать по уровню J/J_ст= 0,707, тогда связь между частотой и τ определяется выражением

τ = 1,4/ F.

Фототок в относительных единицах регистрируется стрелочным индикатором, размещенным в блоке управления. Под индикатором находится переключатель пределов измерения с положениями «х1»; «х10». Переключателем «Фотоприемники» с положениями «1», «2», «3» к индикатору подключается выбранный фотоприемник.

Для управления режимом работы служит переключатель «Спектр» - «Измерение». В положении переключателя «Спектр» включается лампочка накаливания и механический прерыватель, в положении «Измерение τ» подается импульсное напряжение на светоизлучающий диод. Частота следования импульсов плавно изменяется ручкой «Частота» в диапазоне от 0,1 до 1 кГц. Переключатель «Множитель частоты» с положениями «х1», «х10», «х100», «х1000» позволяет перестраивать частоту до 1 МГц. Для включения установки в сеть служит тумблер «Сеть вкл.».

Исходное положение ручек управления: барабан монохроматора – «0», ручка управления шторкой – «Открыто», ручка управления шторкой – «Открыто»; режим работы – «Спектр»; частота – «0,1 кГц»; множитель частоты – «х1»; переключатель пределов измерения – «х1»; переключатель «Фотоприемники» в положении «1».

Дата добавления: 2015-06-26