Исследование явления конденсации спектра излучения и его роль в лазерной спектроскопии

• Автор: Савикин, Александр Павлович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 187 с.

Содержание
Введение
1 Глава. Анализ экспериментальных проявлений и моделей механизма КСИ
2 Глава. Эксперимент
2.1 Описание экспериментальной установки
2.2 Экспериментальные исследования и анализ селективных свойств резонатора с дифракционной решеткой с малым периодом
2.3 Резонатор с интерференционно-поляризационным фильтром
2.4 Схема скрещенных дисперсий дифракционного монохроматора и интерферометра Фабри-Перо
2.5 Проявление КСИ в эксперименте
3 Глава. Объяснение явления КСИ на основе рефракции селективно поглощающей газовой линзы
3.1 Радиальное распределение электронов и возбужденных атомов в газовом разряде
3.2 Сведения об экспериментальных исследованиях радиального распределения плотности поглощающего газа
3.3 Расчет фокусного расстояния газовой селективно поглощающей линзы
3.4 Анализ устойчивости конфигурации резонатора с поперечной неоднородностью показателя преломления поглощающей среды
3.5 Несимметричное расположение газоразрядной поглощающей ячейки
4 Глава. Влияние КСИ на точность измерений методом лазерной спектроскопии

4.1 Чувствительность метода BP.JIC с импульсным лазером. Оценки и эксперимент
4.2 Распет абсорбционных потерь
4.3 Использование и учет КСИ в спектральных измерениях
4.4 Расчет и измерение параметров тепловой линзы, наводимой в лазерной среде излучением накачки
4.5 Влияние тепловой линзы на КСИ. Двухлинзовый селектор частоты
5 Глава. Критический анализ моделей КСИ в сравнении с полученными в работе результатами
6 Заключение
Литература

Введение
Работа относится к области внутрирезонаторной лазерной спектроскопии (ВРЛС). В методе ВРЛС информацию об исследуемом объекте получают, анализируя форму и интенсивность контура линий поглощения (провалов в спектре генерации лазера на месте линий поглощения). Высокая чувствительность спектра излучения к внесенным частотно-зависимым потерям, быстрота проведения анализа определили широкое применнение внутрире-зонаторного метода при исследовании слабо поглощающих сред.
В период формирования метода [1,2] экспериментально было зарегистрировано увеличение выходной интенсивности лазерного излучения в спектральных областях, соответствующих линиям поглощения газообразной среды, помещенной внутри резонатора широкополосного лазера [3]. В некоторых случаях спектр излучения лазера схлопывался до узких линий, спектральное положение которых с той или другой стороны относительно центра линии поглощения, имело непредсказуемый характер.
Данное явление, привлекшее внимание многих исследователей, получило впоследствии название конденсации спектра излучения (КСИ). Для объяснения эффекта конденсации были предложены различные физические механизмы, но природа этого явления окончательно не выяснена [4].
Поскольку конденсация приводит к искажению контура линий, то знание причин КСИ несомненно. Правильное понимание механизма явления необходимо для оценки влияния КСИ при проведении количественного анализа. С другой стороны, необходимо выяснить возможности использования явления для оценки основных параметров квантовых переходов в атомарной и молекулярной среде (вероятностей переходов, населенностей уровней и т.д.). Не менее интересно выяснить возможность применения данного явления для управления спектром генерации широкополосного лазера.
Сам метод ВРЛС не исчерпал своих возможностей. За счет использования новых лазерных сред, сочетания с другими мето-

Рис. 2.1.3. а,б) ВР-спектры поглощения . Температура ячейки I = 21 °С а) и 1 = 49°С б); в) спектр поглощения [42]