Внутридоплеровская спектроскопия резонансных атомных линий с применением инжекционного лазера

• Автор: Саутенков, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

§ І.І. Перестраиваемые инжекционные лазеры на

основе широкозонных полупроводников. . II

§ 1.2. Применение инжекционных лазеров для

внутридоплеровской спектроскопии атомных линий

§ 1.3. Резонансы селективного зеркального

отражения

§ 1.4. Резонансное уширение I) -линий щелочных

элементов

Глава II. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ИНЖЕКЦИОННЫЙ ЛАЗЕР С ВНЕШНИМ

РЕЗОНАТОРОМ
§ 2.1. Характеристики использованных инжекционных лазеров
§ 2.2. Установка для контроля спектра излучения
инжекционного лазера
§ 2.3. Исследование особенностей согласования плоского волновода инжекционного лазера с внешним резонатором
§ 2.4. Характеристики перестраиваемого лазера с
внешним резонатором
Выводы к главе П . . . ,
Глава III. СПЕКТРОСКОПИЯ НАСЫЩЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ ЛИНИЙ
ЦЕЗИЯ И КАЛИЯ
§ 3.1. Параметры исследуемых атомных линий
§ 3.2. Стабилизация частоты генерации инжекционного лазера по внутридоплеровским атомным резонансам
§ 3.3. Применение инжекционного лазера с внешним резонатором для спектроскопии насыщения ^-линии цезия

§ 3.4. Применение инжекционного лазера с
внешним резонатором для спектроскопии насыщения І)-линий калия
Выводы к главе Ш
ГЛАВА ІУ. ПОПЕРЕЧНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ АТОМНОГО ПУЧКА И
СУЖЕНИЕ ЛИНИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ АТОМНОГО ГАЗА -ЛИНЕЙНЫЕ МЕТОДЫ ВНУТРВДОПЛЕРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИЙ
§ 4.1. Атомный пучок
§ 4.2. Сужение линии резонансной флуоресценции
атомов цезия
Выводы к главе ІУ
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРВД01ШЕР0ВСКИХ РЕЗОНАНСОВ
СЕЛЕКТИВНОГО ОТРАЖЕНИЯ
§ 5.1. Качественная интерпретация формирования
внутридоплеровских резонансов селективного отражения
§ 5.2. Конструкция отражательной кюветы
§ 5.3. Внутридоплеровские резонансы селективного
отражения на В -линиях цезия и калия П6
§ 5.4. Сопоставление формы экспериментальных и теоретических внутридоплеровских резонансов отражения

§ 5.5. Поляризационные резонансы селективного
отражения
§ 5.6. Обсуждение экспериментальных результатов
Выводы к главе У
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Инжекционные полупроводниковые лазеры, предложенные в 1961 году Н.Г.Басовым, О.Н.Крохиным и Ю.М.Поповым /I/, и вскоре созданные практически /2-4/, находят широкое применение в различных областях науки и техники, таких как голография, оптическая связь, вычислительная техника и спектроскопия.
Наряду с лазерами на красителе и лазерами на центрах окраски инжекционные лазеры становятся основными инструментами спектроскопии высокого разрешения /5-Ю/. Последние по своим характеристикам можно разделить на инжекционные лазеры с резонатором, образованным гранями полупроводникового кристалла, и инжекционные лазеры с внешним резонатором. Некоторые характерные параметры перестраиваемых непрерывных лазеров с малой шириной линии генерации, работающих в диапазоне 0,5-3 мкм, приведены в таблице I.
Таблица I
!Лазеры ! на ! краси-!теле
Инжекционные}Инжекционные лазеры АоВс ілазеры с внешним реэонато-І ром
рабочий диапазон, мкм 0,5—0,8 0,8-3 0,63-3 0,63
мощность одночастотной генерации, мВт 10-500 10-100 1-50 1
ширина линии генерации в свободой режиме, Ю /9/ 0,2/11/ 5-50/12,13/ 0,1/14,15
ширина линии генерации в режиме стабилизации, кГц 0,1/17/ 25/17/ 0,5/16
них целей, таких как спектроскопия высокого разрешения, более предпочтительным является применение ЛВР типа 3 /41/. ЛВР типа 3 отличается высокой устойчивостью к разъюстировке, позволяет селектировать нужный тип колебания с помощью внутрирезонатор-ных эталонов Фабри-Перо /14,41,44/, а также дает возможность заданным образом варьировать параметр кривизны й. резонатора. В частности, в /14/ впервые использовался ЛВР типа 3.
Кратко остановимся на цроблеме согласования в плоскости 2Х , где расходимость достигает 20-50°. Следовательно, для согласования необходимо использовать высококачественные объективы с большой числовой апертурой у40и размером пятна рассеяния в фокальной области, близким к дифракционному пределу /93/. Реально доступными являются микрообъективы. В диссертационной работе для согласования активной области инжекционного лазера с внешним резонатором использовались микрообъективы с числовой апертурой Ао =0» 3 и фокусным расстоянием^ =1,6 см, или микрообъективы с Ао= 0,65 и -р = = 0,63 см. Уменьшение порогового тока генерации при включении внешней обратной связи составляло 20-35% в зависимости от инжекционного лазера и вида внешнего резонатора. По оценкам эффективность внешней связи составляет к2 = 0,1-гО,2. (Эффективность внешней связи можно оценить по уменьшению порога генерации при известной величине распределенных потерь оС в резонаторе инжекционного лазера /100/ ).
§ 2.4. Характеристики перестраиваемого инжекционного лазера с внешним резонатором
В этом параграфе дано описание конструкции и спектральных характеристик инжекционных лазеров с внешним резонатором