DOI: 10.17586/2226-1494-2016-16-3-416-421


УДК53.082.539; 535.343

ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЯ КРАСИТЕЛЯ МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ НАРУШЕННОГО ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ

Фатхуллина Д.Г., Жукова  Е.В., Маргарянц Н.Б.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Фатхуллина Д.Г., Жукова Е.В., Маргарянц Н.Б. Исследование слоя красителя методом спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 3. С. 416–421. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-3-416-421

Аннотация

Предмет исследования.Приведены результаты исследования распределения по толщине слоя красителя, нанесенного на поверхность стекла. Объектом исследования выбран краситель оранжевого цвета, который используется в качестве красящего пигмента в пишущем инструменте (текстовыделителе). Метод. Исследования выполнены методом спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения. В эксперименте использована установка, собранная на базе монохроматора МДР-204. Особенность измерительной схемы состоит в применении в качестве приемника излучения камеры высокого разрешения и сохранении информации в виде пакета изображений. Исследования позволили получить экспериментальные данные в виде массива спектров нарушенного полного внутреннего отражения красителя для изучаемой поверхности слоя в заданном спектральном диапазоне. Основные результаты. Выполнена оценка толщины слоя красителя, что позволило визуализировать ее распределение по поверхности, используя возможности трехмерного моделирования. Толщина слоя красителя не превышает 0,12 мкм, среднее арифметическое значение толщины составило 0,06 мкм. В распределении красителя наблюдаются локальные области, для которых толщина слоя максимальна (0,07–0,12 мкм), и участки, где толщина слоя не превышает 0,03 мкм. Изменение толщины слоя красителя между локальными участками происходит плавно. Практическая значимость. Предложенная измерительная схема, последовательность регистрации и обработки экспериментальных данных могут быть использованы для изучения распределения красящего вещества по толщине в пределах поверхностного слоя других материалов, например, для анализа надписей, выполненных чернилами на бумажных носителях, в целях их идентификации в таких областях науки, как криминалистика, искусствоведение.


Ключевые слова: спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), краситель, камера высокого разрешения, призма Дове, поверхность

Благодарности. Авторы выражают признательность д.т.н., профессору И.П. Гурову за всестороннее обсуждение результатов исследований и поддержку научной экспериментальной инициативы.

Список литературы

1. Гуров И.П., Жукова Е.В., Маргарянц Н.Б. Исследование внутренней микроструктуры материалов ме-тодом оптической когерентной микроскопии с перестраиваемой длиной волны // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 3(79). С. 40–45.
2. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М.: Мир, 1970. 336 с.
3. Hawkins S.A., Park B., Poole G.H., Gottwald T., Windham W.R., Lawrence K.C. Detection of citrus Huanglongbing by Fourier transform infrared–attenuated total reflection spectroscopy // Applied Spectrosco-py. 2010. V. 64. N 1. P. 100–103.
4. Barbosa-García O., Ornelas-Soto N., Meneses-Nava M.A., Ramos-Ortiz G., Maldonado J.L., Pichardo-Molina J.L. Analysis of tequila extracts by solid phase extraction combined with ATR-FTIR spectroscopy // Applied Industrial Optics: Spectroscopy, Imaging and Metrology. Tuscon, USA, 2010. doi: 10.1364/AIO.2010.ATuC5
5. Scherzer T. Depth profiling of the degree of cure during the photopolymerization of acrylates studied by real-time FT-IR attenuated total reflection spectroscopy // Applied Spectroscopy. 2002. V. 56. N 11. P. 1403–1412. doi: 10.1366/00037020260377698
6. Diessel E., Willmann S., Kamphaus P., Kurte R., Damm U., Heise H.M. Glucose quantification in dried-down nanoliter samples using mid-infrared attenuated total reflection spectroscopy // Applied Spectroscopy. 2004. V. 58. N 4. P. 442–450. doi: 10.1366/000370204773580293
7. Eikje N.S., Sota T., Aizawa K. Cutaneous approach towards clinical and pathophysiological aspects of hyperglycemia by ATR FTIR spectroscopy // Proceedings of SPIE – Progress in Biomedical Optics and Imaging. 2007. V. 6628. Art. 66281M. doi: 10.1117/12.728430.
8. Gao Z., Bremer P.J., Barker M.F., Tan E.W., McQuillan A.J. Adhesive secretions of live mussels observed in situ by attenuated total reflection–infrared spectroscopy // Applied Spectroscopy. 2007. V. 61. N 1. P. 55–59. doi: 10.1366/000370207779701398
9. Gulley-Stahl H.J., Bledsoe S.B., Evan A.P., Sommer A.J. The advantages of an attenuated total internal re-flection infrared microspectroscopic imaging approach for kidney biopsy analysis // Applied Spectroscopy. 2010. V. 64. N 1. P. 15–22. doi: 10.1366/000370210792966161.
10. Kazarian S.G., Chan K.L.A. Micro- and macro- attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopic imaging // Applied Spectroscopy. 2010. V. 64. N 5. P. 135A-152A. doi: 10.1366/000370210791211673
11. Goodall R.A., Hall J., Sharer R.J., Traxler L., Rintoul L., Fredericks P.M. Micro-attenuated total reflection spectral imaging in archaeology: application to Maya paint and plaster wall decorations // Applied Spectros-copy. 2008. V. 62. N 1. P. 10–16. doi: 10.1366/000370208783412627
12. Lee K.A., Rich D.C. Visible attenuated total reflection (ATR): a new technique for high-strength pigment analyses // Applied Spectroscopy. 2011. V. 65. N 3. P. 326–333. doi: 10.1366/10-06111.
13. Fatkhullina D., Zhukova E. Study of ink optical properties by ATR spectroscopy // AIP Conference Proceed-ings. 2013. V. 1537. P. 205–211. doi: 10.1063/1.4809713
14. Цветная мегапиксельная телевизионная камера высокого разрешения в корпусе внутреннего исполне-ния. Модель VEC-135 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.evs.ru/d_sheet/VEC-135.pdf, свободный. Яз. рус. (дата обращения 22.03.2016).
15. Фатхуллина Д.Г. Исследование оптических свойств красителей методом спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения // Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификационных работ магистров 2013 Университета ИТМО. 2013. С. 320–323.
16. Фатхуллина Д.Г., Жукова Е.В., Маргарянц Н.Б. Исследование неоднородности распределения красителя в поверхностном слое бумаги методом спектроскопии НПВО // Сборник трудов IX Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2015». СПб., 2015. С. 681–682.
 



Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика