Espalhamento Raman

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Espalhamento Raman

• Caminho Óptico e Espectrômetros

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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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O espectro eletromagnético
Não tem limites definidos e nem lacunas.
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Componentes ópticos
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Refletividade espelhos
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Refletividade espelhos
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Filtro espacial
http//www.newport.com/Optics/Optical20System/1/3
512/product.aspx
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Holographic Laser Bandpass Filters
http//www.kosi.com/Holographic_Filters/laserbandp
assfilters.php
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Filtros Absorção em materiais ópticos
12
Absorção em materiais ópticos
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Filtros Vidros coloridos
Nestes filtros a absorção ocorre por dois
processos absorção iônica e espalhamento
coloidal. Absorção iônica óxido de níquel
(púrpura), óxido de cobalto (azul), óxido de
cromo (verde). Espalhamento coloidal elementos
inorgânicos ou sais formam micro-cristais no
vidro, os quais espalham ou absorvem certos l.
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Vidros coloridos
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Filtros de densidade neutra
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Interferência
Luz solar (branca) composta (cores)
Bolha de sabão
Arco-íris

refração
interferência
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Interferência Þ superposição
construtiva
destrutiva
Óptica ondulatória
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Aplicações
Filmes anti-reflexivo para lentes, espelhos
dielétricos, filtros de interferência, etc
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Interferência em filmes finos
Cores interf. reflex. 2 interfaces
Espessura aprox. comprim. de onda (l) Espessura
gt Þ coerência lt (da fonte)
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Claro ou escuro?
L
Se r1 e r2 em fase ac clara Se r1 e
r2 fora de fase ac escura

• Se q 0 dif. de caminho 2L
• 2L não basta!
• DL em meio diferente do ar Þ dif. l
• Reflexão pode Þ mudança fase

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Mudanças de fase causadas por reflexão
Refração fase não muda Reflexão fase
pode mudar
antes
depois
antes
depois
Caso da óptica Reflexão mudança de fase Meio
com n menor 0 Meio com n maior 0,5 l
(ou p)
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Retomando a figura
não inverte
inverte
Supondo n2 gt n3 e n2 gt n1 !!!!
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Equações para a interferência em filmes finos

• f causado por
• Reflexão 1 das ondas
• Diferença de percurso
• Propagação em meios com n diferentes

Supondo n2 gt n3 e n2 gt n1 !!!!
Reflexão r1 r2 0,5 l 0 Dist.
percorrida 2L n dist. Percorrida n2
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Equações para a interferência em filmes finos
Þ Em fase 2L(número impar/2) (l/n2) fora
2L(número inteiro) (l/n2)
Logo
(max-claro)
(min-escuro)
ATENÇÃO Ainda supondo n2 gt n3 e n2 gt n1 !!!!
Caso contrário as equações podem ser invertidas.
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Filtros de interferência
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Filtros de interferência
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Filtros de interferência
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Lentes Aberração cromática
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Lentes acromáticas
Dubletos n diferentes
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Aberração esférica
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Lentes asféricas
Curva corrigida
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Montagem experimental típica
Holographic Notch and SuperNotch Filters
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Espectrômetro esquema
http//en.wikipedia.org/wiki/FileSpectrometer_sch
ematic.gif
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Espectrômetros Tutorial
http//www.horiba.com/us/en/scientific/products/op
tics-tutorial//?Ovly1
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Redes de difração
Grande número de fendas (ranhuras)
Rede de difração
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10 fendas
5 fendas
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Redes de difração
(máx. linhas)
ordem
m
0
1
1
2
2
Laser de He-Ne
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Largura das linhas
Capacidade de resolver Þ largura das linhas
(meia-largura da linha em q)
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Redes de difração dispersão e resolução
Dispersão (D) separação de l próximos
(definição)
E numa rede de difração?
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Para a rede
Diferenciando
Para ângulos pequenos
Logo
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Resolução (R) largura de linha
(definição)
Para a rede
Lembrando que
Temos então
Ou
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Comparação entre dispersão e resolução
Rede A
intensidade
13,4
q (graus)
Rede B
intensidade
l 589 nm e m 1
13,4
q (graus)
Rede C
intensidade
25,5
q (graus)
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Abertura numérica
N.A. n sen q
Descreve a capacidade de coletar luz. Quanto
maior a N.A., maior fluxo de radiação é coletado
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F/
F/ 1/(2 n sen q) 1/(2 N.A.)
Quanto menor o F/ maior o fluxo de radiação
coletado
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Fastie-Ebert Configuration
http//www.horiba.com/us/en/scientific/products/op
tics-tutorial/monochromators-spectrographs/
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Czerny-Turner Configuration
http//www.horiba.com/us/en/scientific/products/op
tics-tutorial/monochromators-spectrographs/
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Choosing a Monochromator/Spectrograph

• Select an instrument based on
• A system that will allow the largest entrance
  slit width for the bandpass required.
• The highest dispersion.
• The largest optics affordable.
• Longest focal length affordable.
• Highest groove density that will accommodate the
  spectral range.
• Optics and coatings appropriate for specific
  spectral range.
• Entrance optics which will optimize etendue.
• If the instrument is to be used at a single
  wavelength in a non-scanning mode, then it must
  be possible to adjust the exit slit to match the
  size of the entrance slit image.
• Remember f/value is not always the controlling
  factor of throughput. For example, light may be
  collected from a source at f/1 and projected onto
  the entrance slit of an f/6 monochromator so that
  the entire image is contained within the slit.
  Then the system will operate on the basis of the
  photon collection in the f/l cone and not the f/6
  cone of the monochromator.

http//www.horiba.com/us/en/scientific/products/op
tics-tutorial/monochromators-spectrographs/
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Montagem experimental típica
http//www.andor.com/learn/applications/?docid64
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Detectores Efeito fotoelétrico
hn f K (Einstein 1905)
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Fotomultiplicadora
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Fotomultiplicadora
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Semicondutores
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Semicondutores
A) hn1 gt energia do gap B) hn2 lt energia do gap
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Junções PN
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Fotodiodos
Fotodiodos são constituídos de junções PN
trabalhando em polarização reversa.
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Multicanal CCD (charge coupled device)
http//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b
/CCD_3Phases_3D-Layout.png
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Multicanal CCD
http//www.jiscdigitalmedia.ac.uk/images/ccd_fill_
factor_big.gif
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Multicanal CCD
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Multicanal CCD
http//www.horiba.com/us/en/scientific/products/op
tical-spectroscopy/detectors/multi-channel/iccds/d
etails/iccd-detectors-220/
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Espectrômetro Renishaw (química UFPR (CT-Infra))
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Espectrômetro Renishaw (química UFPR (CT-Infra))
http//spectra.phy.bris.ac.uk/Media/InVia20anime.
gif
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Espectrômetros Jobin-Yvon T64000
http//www.lcvn.univ-montp2.fr/instrumentation/Pre
sentation_Appareils/Instruments/Raman_fiche/J_Y_T6
4000.html
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Jobin-Yvon T64000
http//www.lcvn.univ-montp2.fr/instrumentation/Pre
sentation_Appareils/Instruments/Raman_fiche/J_Y_T6
4000.html
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Raman optical activity (ROA)
http//www.chem.gla.ac.uk/staff/laurence/recent_ro
a_talk.ppt259,13,Hen Lysozyme
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HoloSpec ƒ/1.8iHolographic Imaging Spectrograph
http//www.kosi.com/Raman_Spectroscopy/holoSpecf18
i.php?ss600