Лазерная спектроскопия когерентного антистоксова рассеяния света молекулярных газов

• Автор: Смирнов, В.В.
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 329 c. : ил

1. Постановка задачи. Обзор литературы

2. Содержание диссертационной работы и защищаемые положения

ГЛАВА I. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА КАРС КАК МЕТОДА НЕЛИНЕЙНОЙ

СПЕКТРОСКОПИИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕД

§ 1.1. Взаимодействие электромагнитных волн в изотропной среде с кубичной нелинейной восприимчивостью. Мощность излучения КАРС
/О)

§ 1.2. Тензор восприимчивости -/укС- Аля из0~

тропной среды

§ 1.3. Связь макроскопической кубичной нелинейной

восприимчивости с параметрами среды. Классический и квантово-механический подходы

§ 1.4. Правила отбора для процесса КАРС

§ 1.5. Контур линии спектров КАРС комбинационноактивных резонансов
§ 1.6. Насыщение комбинационно-активного перехода
§ 1.7. О возможности внутридопплеровской спектроскопии комбинационных переходов
§ 1.8. Возможности, достоинства и недостатки
спектроскопии КАРС газов
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ КАРССПЕКТРОСКОПИИ ГАЗОВ
§ 2.1. Принципы построения схемы КАРС-спектромет-

§ 2.2. Импульсный КАРС-спектрометр
2.2.1. Система бигармонической лазерной накачки

2.2.2. Оптическая схема
2.2.3. Система регистрации и отображения данных.. 69 § 2.3. ИК-КАРС-спектрометр высокого спектрального
разрешения
2.3.1. Принцип работы ИК-КАРС-спектрометра
2.3.2. Система лазерной бигармонической накачки
2.3.3. Система спектрального контроля и калибровки
2.3.4. Генератор ИК-излучения
2.3.5. Система управления, сбора и обработки
данных
§ 2.4. Презиционный анализатор-измеритель длин
волн лазерного излучения
2.4.1. Принцип действия прибора и измерения
длины волны излучения
2.4.2. Конструкция анализатора-измерителя
§ 2.5. Генератор узкополосного перестраиваемого
ИК-излучения
2.5.1. Генерация разностной частоты как метод получения перестраиваемого инфракрасного излучения
2.5.2. Выбор нелинейно-оптических кристаллов
2.5.3. Генерация разностной частоты в кристалле
ІІІ03
§ 2.6. Импульсный усилитель узкополосного перестраиваемого излучения на основе органических красителей

ГЛАВА 3. КАРС-СПЕКТРОСКОПИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
МОЛЕКУЛ ТИПА СФЕРИЧЕСКОГО ВОЛЧКА СБ4.
СН4, б1Н4 , беН4 >
§ 3.1. Эффективный модельный вращательный гамильтониан и структура вращательных уровней в изолированных полносимметричных колебательных
состояниях. Форма КАРС-спектра Р -ветви
§ 3.2. Неизолированность колебательного состояния в
молекулах С1>4, СН4, 91 Н4, 6еН4. Колебательно-вращательные взаимодействия и эффективный гамильтониан первого приближения для блока
состояний
§ 3.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.3.1. Вращательная структура КАРС-спектров -ветви и строение колебательного состояния
^ (а,’) в молекулах СД)4, СН4
3.3.2. Вращательная структура КАРС-спектров 0>О| -ветви и ИК-спектров С^-ветви молекул
$1'Н4 и беН^
3.3.3. Вращательная структура КАРС-спектров
<3 -ветвей колебания октаэдрических
32 С!Г
молекул ->г6 , Ъг6
ГЛАВА 4. КАРС-СПЕКТРОСКОПИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ КОНТУРА ЛИНИИ. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ ПОСТУПАТЕЛЬНОЙ, ВРАЩАТЕЛЬНОЙ и КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ РЕЛАКСАЦИЙ В ФОРМЕ КОНТУРА Ц -ВЕТВИ ПРИ
ИЗМЕНЕНИИ ПЛОТНОСТИ ГАЗА
§ 4.1. Особенности поведения контура Ц -ветви в
спектрах КР колебательно-вращательных переходов при изменении плотности и их связь с релаксационньми механизмами

мнимую часть восприимчивости , дисперсия которой в рассматриваемой области КР-активных переходов в отсутствие одно- или двухфотонных резонансов описывает спектр СКР на этих переходах, так и ее действительную часть * , в том числе, нерезонансный вклад Укарс~ /3; + 1У^‘/+ • Частотные зависимости и
у(з)// от Ли) представлены на Рис.1,3. Восприимчивость характеризует такие свойства среды, как, например, нелинейные показатели преломления [27] или коэффициент преобразования при генерации третьей гармоники [142] и ее измерения при исследованиях процесса параметрического смешения содержат данные, извлекать которые из спектров СКР не представляется возможным.
Измерения восприимчивости У®«* можно проводить как по мощности антистоксова сигнала вдали от КР-активных и других резонансов [142] , так и по искажениям формы линий КАРС-спектров за счет нерезонансного вклада [132,143] . Действительно, форма КАРС-спектра в зависимости от разности частот Л и) будет иметь вид:
] н + . Г' А I
' КАрС ” Д£02+Гь2. ДиЧ Гпгк +

Л (Я г А2 ^ 2ААС0 ^ у О) А/Я 4 (1.54)
:дрс
Если } , то линия имеет лоренцев контур с полушириной
Гпк и максимум при ДД) = 0 (см. Рис. 1.4) и повторяет форму
мнимой части восприимчивости , которая совпадает с
КАРС /О) Ый
формой линии СКР. Отличный от нуля вклад у приводит к отклонению формы линии от лоренцевой, сдвигу максимума на величину
А Ь>т = (У >+ А2/(2]ШЙГпк)г ~ А/(2][®ЫЯ Гпк) , причем
До)м ^ Гпк ’ и появлению минимума при Д 1Г>т;п
- гпк ■ ГТГ/ГгГГ?'+
Измеряя расстояние между ними, равное $и)-Гп ]'!+Аг/(2-/®^Г ]2’