Механизмы воздействия оптического излучения на взаимодействующие атомные системы

• Автор: Хромов, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 62 с. : ил.; 20х15 см

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Предпосылки к постановке работы, актуальность темы
Исследования взаимодействия оптического излучения с атомномолекулярными системами всегда служили основой и стимулом развития разнообразных направлений физики. Появление' лазеров существенно расширили арсенал возможностей таких исследований и произвели настоящую революцию в спектроскопии таких систем/1,2/.
Нелинейные Методы спектроскопии, помимо существенного повышения спектрального и временного разрешения, а также точности определения атомных констант, позволили создать принципиально новые способы изучения и направленного воздействия оптического излучения на атомно-молекулярные среды и решить ряд принципиальных задач, недоступных Методам классической (долазерной) спектроскопии.
Несмотря на впечатляющие успехи лазерной спектроскопии, поиск новых областей применения ее методов до сих пор остается весьма актуальной задачей. Это связано как с новыми возможностями, появившимися благодаря успехам в развитии самой лазерной техники, так и с необходимостью разработки новых методов селективного воздействия интенсивного светового излучения на вещество, диктуемой все возрастающими требованиями науки, техники и технологии.
В настоящей работе представлены экспериментальные исследования воздействия мощного оптического излучения на взаимодействующие атомные системы - системы соударяющихся атомов и атомы, адсорбированные на поверхности твердых тел, развиты методы лазерной спектроскопии таких ■ . систем. '
" Надо отметить, что спектроскопия атомных столкновений является традиционной и до сих пор успешно развивающейся областью атомной физики. Это связано с тем обстоятельством, что именно соударения атомов (и молекул) -на близких расстояниях определяют целый ряд принципиально важных с 4 процессов в газовых средах - релаксацию возбуждений в газовых разрядах,
распределение заселенности электронных и колебательных молекулярных состояний в компонентах разряда, кинетику и направление химических реакций во взаимодействующих газовых смесях, динамику молекулярного и атомного взаимодействия с поверхностью твердых тел, процессы столкновительной ионизации, диссоциации и ассоциации взаимодействующих частиц и т. д., зачастую, именно столкновения ограничивают селективность воздействия оптического излучения на атомно-молекулярные: газовые системы.
Методы исследования атомных столкновений достаточно широки и разнообразны.. Это и метод пересекающихся атомных пучков, в котором исследуется динамика рассеяния взаимодействующих частиц 131, метод измерения ширины и сдвига ударного контура атомных лини$у4/. спектроскопия далеких крыльев атомных линий, форма которых определяется потенциалами взаимодействия между атомами в основном и возбужденном состояниях /5/. Каждый из этих методов имеет, разумеется, свои достоинства и недостатки, при этом можно надеяться, что развитие новых лазерных методов спектроскопии атомных столкновений позволит существенно расширить возможности каждого .из вышеперечисленных экспериментальных направлений, как. это уже продемонстрировано на примере использования методов нелинейной лазерной .спектроскопии для исследования столкновений в ударном контуре атомной линии/6/.
Что касается атомных взаимодействий с поверхностью твердых тел, то несмотря на практическую важность, поверхностных явлений для целого ряда прикладных задач физики, химии, техники и технологии, несмотря на богатую историю исследований этих процессов 17, 8/, на разработку в последнее время целого ряда современных экспериментальных методик исследования поверхностных явлений и процессов /9, 10/, многие их стороны остаются не, полностью выясненными до сих пор, что связано со сложным многочастичным характером взаимодействия атомов и молекул на поверхности твердых тел. Это особенно справедливо для взаимодействия частиц с поверхностью при их электронном возбуждении.
Отметим, что в большинстве работ по исследованию воздействия оптического излучения на поверхностные процессы, как правило, изучались лишь такие воздействия, которые изменяли адсорбционные свойства исследуемой поверхности /11/, но не электронное возбуждение адсорбированной частицы, что существенно ограничивало селективность

Рис. 10 а) Спектр фотоотрыва атомов натрий с поверхности ме таяла и дисперсия квадрата модуля амплитуды элек трического поля световой волны на поверхности металла.
б) Тот же спектр, нормированный на квадрат модуля амплитуды электрического поля световой волны на . поверхности металла, и спектр реальной части высокочастотной проводимости (сплошная линия), расчи-тайная для основных механизмов потерь в объеме металла. . . .