Нелинейно-оптические явления при лазерном возбуждении ОН-валентных колебаний жидкой воды

• Автор: Клочков, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор и постановка задачи.

1.1. Особенности надмолекулярной структуры воды и методы ее исследования.

1.2. Оптические и спектроскопические свойства воды.

1.3. Нелинейно-оптические и фотофизические свойства воды.

Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальная установка и методика исследований.

2.1. Параметрический генератор света с плавной перестройкой длин волн лазерного излучения в средней ИК области.

2.2. Лазерный ИК спектрофотометр.

2.3. Спектрометр комбинационного рассеяния.

2.4. Лазерный спектрометр ионной подвижности.
2.5. Образцы.
Г лава. 3. Поглощение воды в области ОН-валентных колебаний при мощном ИК лазерном воздействии.
3.1. Условия проведения экспериментов.
3.2. Расчет температуры нагрева воды в ходе экспериментов.
3.3. Исследование поглощения воды в спектральном диапазоне 2
3.4 мкм при плотностях мощности возбуждающего лазерного излучения q= 10б-107 Вт/см2.
3.4. Обсуждение экспериментальных результатов.
Глава 4. Комбинационное рассеяние воды при ее возбуждении ИК резонансным лазерным излучением.
4.1. Комбинационное рассеяние воды при различных температурах.
4.2. Особенности регистрации спектров комбинационного рассеяния воды при ее возбуждении ИК лазерным излучением.

4.3. Комбинационное рассеяние воды при возбуждении резонансным
ИК лазерным излучением.
4.4. Обсуждение экспериментальных результатов.
Г лава 5. Процессы образования и эмиссии ионов при ИК лазерном возбуждении воды в области ОН-валентных колебаний.
5.1. Выбор длин волн возбуждающего лазерного излучения.
5.2. Процессы ионообразования, протекающие в жидкой воде под действием ИК лазерного излучения с 1=2.73-3.31 мкм.
5.3. Исследование возможности образования ионов сложных органических соединений, растворенных в воде, при ее ИК лазерном возбуждении.
5.4. Обсуждение экспериментальных результатов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Значение воды в природе, технике и повседневной жизни трудно переоценить. Это самая распространенная в природе жидкость. Именно в воде протекают многие биологические, химические и технологические процессы, при этом вода не является инертной средой, а выполняет вполне определенную структурно-функциональную роль, которая, однако, не до конца ясна на сегодняшний день. Это связано с тем, что сложная надмолекулярная организация жидкой воды, обусловленная наличием водородных связей, делает проблематичным теоретическое описание жидкой воды, и в значительной степени затрудняет интерпретацию экспериментальных фактов. В результате, единого представления о структурной организации жидкой воды до сих пор не существует. Именно с этим связан неослабевающий интерес к экспериментальным исследованиям, которые могут дать новую информацию о свойствах жидкой воды.
В целях исследования свойств воды применяется множество экспериментальных методов, таких как, например, ЯМР спектроскопия, рентгено- и нейтронография, масс-спектрометрия [42-49]. Однако наиболее информативными с точки зрения изучения свойств жидкой воды, обусловленных ее структурными особенностями, являются на сегодняшний день методы исследования оптических и нелинейно-оптических свойств. Особый интерес представляет собой средний ИК диапазон от 2 до 4 мкм, поскольку в этом спектральном диапазоне расположена полоса поглощения
Следовательно, новые экспериментальные данные о фотофизических свойствах жидкой воды могут иметь реальное практическое значение для биофизики, биохимии и медицины.
Целью настоящей работы является исследование нелинейнооптических и фотофизических свойств жидкой воды, инициированных ИК лазерным излучением, во всей спектральной области, отвечающей ОН-валентным колебаниям молекул воды.