Исследование выстраивания атомов и молекул методом оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии

• Автор: Полищук, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Глава 1. Обоснование темы исследований
Глава 2. Влияние скрытого выстраивания на контур спектральной
линии
2.1 Поглощение света в среде со скрытым выстраиванием
2.1.2 Эксперимент в аксиальном магнитном поле
2.1.3 Эксперимент в поперечном магнитном поле
2.1.4 Поляризационный метод исследования дихроизма
2.2 Одночастотный перестраиваемый стабилизированный
Не -Ые лазер А.-0.63 мкм
2.2.1 Конструкция селектора
2.2.2 Стабилизация частоты Не-№ лазера
(автоматическая подстройка частоты)
2.3 Исследование распределения скрытого выстраивания
внутри контура спектральной линии
2.4 Измерение константы распада выстраивания уровня 2р4 Ие
по сигналам дихроизма
Глава 3. Исследование формы контура спектральной линии
флуоресценции
Глава 4. Ориентация атомов в разряде неона
4.1 Введение
4.2 Описание методики эксперимента (геометрия Фарадея)
4.2.1 Оценка чувствительности геометрии Фарадея
4.3 Экспериментальная установка
4.3.1 Лазер на красителе
4.3.2 Расширение диапазона перестройки длины волны лазера на красителе
4.3.3 Привязка частоты лазера к атомным линиям при помощи Фарадеевской ячейки
4.3.4 Оценка точности метода привязки частоты лазера при помощи Фарадеевской ячейки
4.3.5 Выбор оптимальных условий в разряде для Фарадеевской ячейки
4.3.6 Описание электронной части системы привязки
4.4 Эксперименты в аксиальном магнитном поле
4.5 Интерпретация результатов эксперимента
4.5.1 Влияние анизотропии столкновений на преобразование поляризаций света флуоресценции
4.5.2 Модель образования наблюдаемых сигналов
4.5.3 Оценка анизотропии столкновений
4.5.4 Расчет формы сигнала
4.5.5 Связь между ориентацией и интенсивностью прошедшего света
Глава 5. Экспериментальная проверка модели преобразования
скрытого выстраивания в ориентацию
5.1 Измерение зависимости угла поворота плоскости поляризации и
дихроизма от частоты на линии 607.4 нм
5.2 Измерение константы распада выстраивания уровня ls4 Ne
по сигналам ориентации
Глава 6. Дихроизм и двулучепреломление обусловленное выстраиванием. Эксперименты в поперечном магнитном поле
6.1 Методика эксперимента и результаты
6.2 Интерпретация результатов эксперимента
Глава 7. Исследование ориентации метастабильного состояния ls5
в неоне. Наблюдение ориентации в гелии
7.1 Наблюдение сигналов ориентации на метастабильпом уровне Ne ls5
7.2 Оценка величины выстраивания метастабильного уровня 1S5
7.3 Наблюдение сигналов ориентации в Не на переходе 3 ’D-23P!
и З31)-23Р2
Глава 8. Магнитогальванический эффект в разряде в Ne
8.1 Эксперимент и его результаты
8.2. Обсуждение результатов эксперимента
8.3 Эксперименты по выяснению происхождения
магнитогальванического эффекта
8.4 Обсуждение происхождения магнитогальванического эффекта
8.5. Прямое влияние резонансного лазерного излучения на
магнитогальванический сигнал в полом катоде
Глава 9. Выстраивание основного состояния молекулы N02
при лазерном возбуждении
9.1 Экспериментальная установка
9.2 Результаты эксперимента и обсуждение
Основные результаты работы
Заключение
Литература
Глава 1. Обоснование темы исследований.

Создание газовых лазеров в 60 годах XX столетия привело к появлению в рамках традиционных методов спектроскопии новых идей в исследовании атомных систем, которые позволили изучать очень тонкие эффекты. Классическая спектроскопия мыслила в рамках понятия населенности, и только в 60-х годах XX века были открыты новые оптические явления, хотя теоретическая база была разработана ещё в 20-х годах. К таким явлениям, прежде всего, относится интерференция атомных состояний.
История исследований интерференции атомных состояний начинается знаменитой работой Ханле [1] по магнитной деполяризации люминесценции.
Только в 1959 году, после обнаружения явления пересечения уровней, начался бурный поток исследований. Результаты этих исследований позволяют выделить две группы оптических явлений связанных: а) с интерференцией вырожденных состояний в нулевом магнитном поле и б) интерференцией невырожденных состояний.
а)Интерференция вырожденных б) Интерференция невырожденных
атомных состояний атомных состояний
Самовыстраивание в разряде Биения-интерференция невырожвозбужденных состояний денных состояний
а) Макроскопическое Импульсные биения
выстраивание
б) Скрытое выстраивание Резонанс биений
Проявления макроскопического и Нелинейные проявления скрытого выстраивания в интерференции атомных состояний
характере пропускания лазерного излучения через атомную среду.
Наиболее подробно второй класс явлений обсужден в прекрасном обзоре Александрова [2].
Первый класс явлений, связанных с интерференцией вырожденных атомных состояний, наблюдается в изменении состояния поляризации

изменение ширины не превышало 15 - 20 МГц/час). Для оценки стабильности интерферометра во времени использовался стабилизированный гелий-неоновый лазер типа ЛГН-302. В этом лазере предусмотрено два режима работы - одночастотный и двухчастотный. В двухчастотном режиме лазер генерирует две частоты с расстоянием между ними 640 Мгц. На рисунке 3.3 представлена интерферограмма излучения лазера ЛГН-302, работающего в двухчастотном режиме (записано два порядка интерференции). Относительная нестабильность частоты лазерного излучения составляла « 4*10”9. Ширина огибающей спектра лазерного излучения не превышает ± 75 МГц. Производилось измерение расстояния между двумя частотами в течение 120 минут
Рис.3.3 Спектр излучения двухчастотного Не-№ лазера.
Эти измерения позволили получить частотный масштаб, который использовался при измерении ширины интерферограмм спектральных линий.
Методика исследования влияния слабого магнитного поля на контур линии флуоресценции состояла в следующем: синхронно со сканированием базы интерферометра (с частотой 1 Гц) изменялась и величина накладываемого на разряд внешнего, слабого магнитного поля таким образом, что один порядок