Изменение радиационных и нелинейно-оптических свойств атомов в стационарных электромагнитных полях

• Автор: Чаплыгин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 102 с. : ил.

1 Радиационные свойства атомов в магнитном поле

1.1 Интенсивность переходов между дублетными состояниями атома в магнитном поле

1.1.1 Энергетический спектр и состояния атома в ноле

1.1.2 Интенсивность атомных линий в поле

1.1.3 Влияние диамагнитного взаимодействия на частоту и ^ интенсивность линий

1.2 Магнитоиндуцированное затухание метастабильных состояний инертных атомов

1.2.1 Структура состояний инертного атома в магнитном иоле

1.2.2 Распад метастабильных состояний ксенона и криптона

1.2.3 Распад метастабильных состояний неона и аргона

1.2.4 Изменение спектра ортогелия в магнитном поле

2 Смешивание частот атомами

2.1 Резонансное смешивание частот свободными атомами индия и
таллия
2.1.1 Общие выражения для амплитуды сложения частот в
атомах

2.1.2 Поляризационные особенности сечения коллинеарного
рассеяния
* 2.1.3 Генерация разностных частот
2.2 Смешивание частот, индуцируемое постоянными
электромагнитными полями
2.2.1 Электроиндуцированное когерентное смешивание двух лазерных волн атомами
2.2.2 Магнитоиндуцированное когерентное смешивание двух лазерных волн атомами
2.2.3 Степень циркулярной поляризации излучения, генери-
* руемого линейно поляризованными волнами
2.2.4 Круговой дихроизм в процессе смешивания частот
2.3 Когерентное смешивание двух волн в электрическом и магнитном полях
2.3.1 Интерференция электро- и магнитоиндуцированных амплитуд в поляризационной зависимости сечения
2.3.2 Круговой дихроизм в индуцированном постоянными полями процессе смешивания частот

Заключение
Литература

Спектр излучения и поглощения вещества характеризует не только состав входящих в него атомов и молекул, но и присутствие действующих на вещество электромагнитных полей. В этой связи задача об изменении атомного спектра в магнитном иоле является важной как для определения фундаментальных свойств взаимодействия поля с веществом, так и для регистрации поля и измерения его напряженности оптическими методами.
Эффект Зеемана [1] — сдвиг и расщепление атомных линий в магнитном поле, вместе с аналогичным явлением в электрическом поле - эффектом Штарка, являются основными эффектами атомной спектроскопии и привлекают внимание исследователей с момента их открытия до настоящего времени [2, 3].
Практически для всех атомных линий, за исключением синглетных, в слабых полях наблюдается аномальный эффект Зеемана, который с усилением поля переходит в эффект Пашена-Бака. В сильном поле, когда зеемановское расщепление становится больше спин-орбитального, наблюдается полный эффект Пашена-Бака, практически эквивалентный нормальному эффекту Зеемана, когда влияние спина на магнитоиндуцированные сдвиг и расщепление линий оптического излучения незначительно. Решение задачи о переходе аномального эффекта Зеемана в эффект Пашена-Бака для энергии уровней и частоты радиационных переходов в линейном (парамагнитном) приближении для взаимодействия атома с полем достаточно полно представлено в литературе [4, 5, 6, 7).

на рисунке. При увеличении напряженности магнитного ноля В ~ 0.1 4- 1Тл первыми начинают изменяться интенсивности линий, соответствовавших переходам из 2 3Р,ш-состояний с J = 1,2, за счет взаимного перемешивания этих состояний, поскольку энергетическая щель до состояния с 7 = 0 на порядок превышает расщепление уровней с 7 = 1,2. Однако, с ростом поля интенсивности линий переходов из состояний с / = 0 с номерами 16, 17, 18 также начинают изменяться за счет примешивания состояний е 7 = 1,2. Одновременно с наложением внешнего ноля появляется 19-ая линия, соответствующая запрещенному в свободном атоме я-переходу 2 —> 2 35х между состояниями с М = 0. С ростом напряженности поля В, интенсивности 7г-линий с номерами 4, 5, 13, 17 и ст-линий с номерами 1, 2, 10, 14, 15, 18 устремляются к нулю.
Одновременный учет всех трех состояний подуровней топкой структуры при построении волновой функции атома гелия в магнитном поле приводит к результатам, отличающимся от представленных в [6] для условий неполного эффекта Пашена-Бака (В = 0.85Тл).
В сильном иоле В > 4Тл в спектре остаются видимыми только 9 линий. Они объединяются по частоте в три группы: <т+-, а~- и я-линии одинаковой интенсивности, причем линии с номерами 6 и 12 сливаются в одну, т.е. ш 12 — ше —>• 0 при В > ЛЕо2- Расщепление линий по частоте внутри каждой группы, вызванное спин-орбитальным взаимодействием, остается постоянным и независящим от поля. При В > ЮТл (см. рис. 1.4(в)) имеем
и>и —- соз = — а/7 = — Д-Ёы; — ши = ~~ (1-51)
Матричные элементы диамагнитного взаимодействия Рф, опущенного в рассмотрении, для 2 ^-состояний дают вклад не превышающий 0.1% от вклада парамагнитного взаимодействия Ут даже при В = ЮТл.