[发明专利]一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器

权利要求书

1.一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：由激光泵浦源、光学系统和染料激光谐振腔组成，其中激光光源(1)为Nd：YAG固体激光器，泵浦源发出的光经过倍频晶体(2)照射到由半波片(3)和偏振片(4)构成的能量调节系统上，第一全反镜(5)和第二全反镜(6)为相同的激光二向色镜，将1064nm的泵浦光透射出去，532nm的倍频光则反射回来作为染料激光谐振腔的直接泵浦光，聚焦透镜(7)与小孔光阑(8)作为入射泵浦光的整形系统，染料激光谐振腔包括平面二向色镜(9)、装有尼罗红溶液的石英比色皿(10)以及输出耦合镜(11)，平面二向色镜(9)位于小孔光阑(8)后方10mm，石英比色皿(10)位于平面二向色镜(9)后方15mm，距离后方的输出耦合镜(11)10mm，最后输出激光接入光谱仪(12)进行分析。

2.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：实验中用到的荧光/激光材料为尼罗红，分子式为C₂₀H₁₈N₂O₂，所用有机溶剂为乙醇(C₂H₅OH)，乙醇净含量GC≥99.5％。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：尼罗红在乙醇溶剂中的浓度值为60μg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：所用激光光源(1)为Nd:YAG固体激光器，输出激光波长为1064nm；倍频晶体(2)为磷酸钛氧钾(KTP)晶体。

5.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：第一全反镜(5)与第二全反镜(6)为相同的激光二向色镜，通过表面镀膜使其在1064nm具有高透(T>99％)且在532nm具有高反(R>99％)。

6.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：聚焦透镜(7)为普通的K9玻璃，焦距为100mm；小孔光阑(8)通光口经为5mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：激光谐振腔由平面二向色镜(9)、装有尼罗红溶液的石英比色皿(10)以及输出耦合镜(11)组成，镀膜的平面二向色镜(9)在532nm处高透(T＝90％)，在560nm到700nm处高反(R＝90％)，石英比色皿(10)盛装用于酸性检测的尼罗红有机溶液，所用玻璃材料为普通光学石英玻璃，光程5mm，前后两光学面在可见光范围内透射率超过99.5％，输出耦合镜(11)表面镀膜，在400nm至700nm范围内反射率为85％。

8.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：实验中采用的酸性环境提供者为非挥发酸的代表——硫酸(H₂SO₄)，将其按不同质量分数配成乙醇为溶质的稀溶液，浓度从0ppm至500ppm，将不同浓度下的硫酸/乙醇溶液与尼罗红溶液混合，即可连续改变溶液体系的酸性。

9.根据权利要求1所述的一种用于酸性检测的尼罗红染料激光器，其特征在于：为实现扩大酸性检测范围的目的，可以采用串联比色皿的方法，具体实现方法为：将单比色皿换成双层串联的石英比色皿，其中前腔装有60μg/mL的若丹明6G的乙醇溶液，后腔装有60μg/mL的尼罗红乙醇溶液，通过测量0ppm至500ppm不同浓度下的硫酸/乙醇溶液的激光光谱，达到扩大酸性检测范围的目的。