Спектральные и кинетические особенности светоиндуцированного дрейфа (СИД) атомов, ионов и молекул

• Автор: Пархоменко, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 278 с. : ил

Содержание
Введение

§1. Физическая основа явления СИД

§2. Актуальность темы, цели и задачи диссертации

§3. Содержание диссертации

§4. Основные положения, выносимые на защиту

Глава 1. Светоиндуцированный дрейф при сверхтонком расщеплении уровней .

§1. СИД в поле излучения произвольного спектрального состава

§2. Скорость дрейфа в условиях “расцепления”

§3. СИД в поле флуоресцентного излучения

§4. СИД частиц под действием белого света

4.1. СИД в поле излучения произвольного спектрального состава при
произвольной оптической толщине
4.2. Постоянная спектральная интенсивность излучения на входе в
среду
4.3. Эффект СИД в белом свете в отсутствие оптической накачки . .
4.4. Эффект СИД в белом свете при оптической накачке
4.5. Результаты численных расчетов и их обсуждение
§5. Изменение формы и полевое сужение линии поглощения легких атомов
щелочных металлов в атмосфере тяжелых инертных газов
5.1. Форма линии поглощения слабоинтенсивного излучения при сверхтонком расщеплении основного состояния
5.2. Форма линии поглощения в газе Лоренца
5.3. Обсуждение результатов
§6. Полевое изменение формы линии СИД атомов 71л и 23Да в тяжелых
инертных газах
Глава 2. Аномальный светоиндуцированный дрейф
§1. Аномальный СИД в газе Лоренца

1.1. Модельные потенциалы взаимодействия
1.2. Зависимость скорости дрейфа от частоты излучения
1.3. Влияние на СИД ударного сдвига линии поглощения
1.4. Зависимость от температуры условий появления дополнительных нулей скорости дрейфа
§2. Транспортные характеристики атомов щелочных металлов в основном
и резонансном состояниях в атмосфере инертных газов
2.1. Метод расчета
2.2. Результаты расчетов
§3. Аномальный светоиндуцированный дрейф атомов лития
3.1. Общие выражения для скорости СИД в модели изотропного по
скоростям “прихода”
3.2. Аномальный СИД атомов лития
3.3. Заключительные замечания
§4. Спектральные особенности дрейфа резонансных частиц в буферной среде под действием светового давления
4.1. Качественная картина
4.2. Дрейф резонансных частиц при совместном действии эффектов
СИД и светового давления
4.3. Транспортная частота столкновений
4.4. Анализ результатов
§5. О столкновительном переносе неравновесности в распределении резонансных частиц по скоростям в поле лазерного излучения
5.1. Скорость дрейфа при использовании в расчетах одномерных интегралов столкновений
5.2. Сравнительный анализ
Глава 3. Светоиндуцированный дрейф молекул
§1. Зависимость эффекта СИД молекул от вращательного квантового числа
1.1. Общие соотношения для частот столкновений
1.2. Приближенные выражения для транспортных характеристик
1.3. Относительная разность транспортных частот столкновений . . 136 §2. Аномальный СИД линейных молекул
2.1. Общие соотношения для скорости дрейфа
2.2. Приближение внезапных возмущений

2.3. Скорость светоиндуцированного дрейфа
2.4. Анализ результатов
§3. Влияние колебательного возбуждения молекул СО и НР на их транспортные характеристики в смесях СО-Не, НР-Не и НР-Аг
3.1. Потенциалы взаимодействия
3.2. Результаты расчетов
Глава 4. Спектральные и кинетические проявления эффектов фазовой памяти при столкновениях
§1. Анализ эффектов фазовой памяти в модели сильных столкновений
1.1. Отрицательная вероятность поглощения излучения частицами
с определенными скоростями
1.2. Качественная картина
1.3. Скорость дрейфа
1.4. Влияние фазовой памяти на СИД в модели взаимодействия твердых сфер
1.5. Инверсия населенностей для частиц из определенного скоростного интервала
§2. Анализ эффектов фазовой памяти в модели лоренцевского газа
2.1. Общие выражения для скорости дрейфа и вероятности поглощения излучения
2.2. Отрицательная вероятность поглощения излучения частицами
из определенного скоростного интервала
2.3. Влияние фазовой памяти на спектральную зависимость скорости СИД при однородном уширении линии поглощения
§3. Влияние зависимости частоты столкновений от скорости на эффект
Дикке сужения спектральных линий
3.1. Контур спектральной линии в столкновительной модели “кенгуру”
3.2. Случай полного сохранения фазовой памяти при столкновениях
§4. Одномерный подход к расчету контура линии
Глава 5. Особенности дрейфа ионов под действием света и поглощения излучения ионами в магнитном поле
§1. Дрейф ионов в магнитном поле при совместном действии эффектов
СИД и светового давления

частоте фраунгоферовой линией поглощения другого элемента или другого изотона данного элемента.
В связи с идеей проявления эффекта СИД в звездных атмосферах в [144] количественно решена модельная задача о разделении компонентов газовой смеси под действием СИД в условиях, когда через ячейку со смесью газов проходит излучение с изначально постоянной спектральной плотностью (белый свет). СИД возникает вследствие спектральной неоднородности, формирующейся из-за резонансного рассеяния излучения. При этом происходит довольно эффективное разделение газовых компонентов с близкими резонансными линиями поглощения.
В работе [145] показано, что эффект СИД в белом свете принципиально возможен и в том случае, когда поглощающий газ состоит всего лишь из одного сорта частиц со сверхтонким расщеплением основного состояния и находится в условиях, при которых возникает оптическая накачка компонент сверхтонкой структуры. В [145], однако, не проведено детального исследования эффекта.
Целью данного параграфа является детальный анализ поведения эффекта СИД однокомпонентного поглощающего газа под действием белого света в зависимости от различных параметров среды и поглощающих частиц. Обнаружен ряд нетривиальных моментов в проявлении эффекта СИД. В частности, обнаружена знакопеременная зависимость скорости дрейфа поглощающих частиц газа от оптической толщины среды. Исследована также возможность возникновения под действием белого света СИД частиц со сверхтонким расщеплением основного состояния в отсутствие оптической накачки сверхтонких компонент.
4.1. СИД в поле излучения произвольного спектрального состава при произвольной оптической толщине
Рассмотрим взаимодействие излучения произвольного спектрального состава с газом трехуровневых поглощающих частиц, находящимся в смеси с буферным газом. Схема уровней поглощающих частиц показана на рис. 1.1. Эта схема уровней, как пояснялось выше, применима для описания СИД атомов щелочных металлов. Взаимодействие частиц с излучением описывается кинетическими уравнениями (1.1).
Для атомов щелочных металлов, находящихся в атмосфере инертных буферных газов, столкновительные переходы между компонентами п,1 сверхтонкой структуры основного состояния можно не учитывать, т.к. соответствующие сечения очень малы (~ 10“21 -г- 10_2в см2 [140], что на 6 -У 10 порядков меньше газокинетических сечений).