Способ измерения сил осцилляторов

 

Изобретение относится к области спектроскопии и может быть использовано для определения матричных элементов электронных переходов в атомах или мойекулах, вероятностей переходов и сил осцилляторов. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений. Способ измерения сил осцилляторов электронных переходов между возбужденными уровнями в атомах и молекулах реализуют для схемы электронных уровней, содержащей основной уровень 1, нижний 2 и верхний 3 возбужденные уровни, где -0,2, и - частоты переходов между ними, л), - частота кванта многомодового лазера.. При реализации способа излучение узкополосного лазера на рубине с длиной волны Л 694,3 нм направляют на раствор красителя, в результате чего в резонаторе широкополосного возникает многомодовая генерация . В этот резонатор помещают также кювету с исследуемым веществом, например парами калия. Синхронизация излучения обоих лазеров достигается автоматически. Резонансные переходы в атомах калия 4 S ,j , 3/1 блюдаются в спектре генерации лазера на красителе с 740-775 нм как линии поглощения с Д 769,90 нм и 766,49 нм. 2 ил. (Л со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 01 N 21/31

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3976564/31-25 (22) 18.11.85 (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Физический институт им. П. Н. Лебедева (72) В. M. Баев, В. Ф, Гамалий, Э. А. Свириденков и Д. Д. Топтыгин (53) 535.8(088.8) (56) Спектроскопия газоразрядной плазмы./ Под ред. С. Э. Фриша. Л.:

Наука, 1970, с. 63-109.

Physica, 1936, 1(3, с. 31-41. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ ОСЦИЛЛЯТОРОВ (57) Изобретение относится к области спектроскопии и может быть использовано для определения матричных элементов электронных переходов в атомах или молекулах, вероятностей переходов и сил осцилляторов, Цель изобретения— повышение точности и быстродействия измерений. Способ измерения сил осцилляторов электронных переходов между возбужденными уровнями в атомах и молекулах реализуют для схемы электронных уровней, содержащей основной уровень 1, нижний 2 и верхний 3 возбужденные уровни, где 4, и — частоты переходов между ними, 4, — частота кванта многомодового ла ера. При реализации способа излучение узкополосного лазера на рубине с длиной волны A = 694,3 нм направляют на раствор красителя, в результате чего в резонаторе широкополосного возникает многомодовая генерация. В этот резонатор помещают также кювету с исследуемым веществом, например парами калия, Синхронизация излучения обоих лазеров достигается автоматически. Резонансные переходы в атомах калия 4 Я, . 4 Р, з на1ь блюдаются в спектре генерации лазера на красителе с 3 = 740-775 нм как линии поглощения с 4 769,90 нм и

766,49 нм. 2 ил.

32197

Фо эмула

1 1,3

Изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано для определения матричных элементов электронных переходов в атомах или молекулах, вероятностей переходов и сил осцилляторов f;

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерений сил осцилляторов переходон между возбужденными уровнями в атомах и молекулах.

На фиг. 1 показана схема электройных уровней; на фиг, 2 — схема установки для измерения сил осцилляторов электронных переходов между еозбужденными уровнями 4 Р 3/2 и

6 $1/2, 4 D 5/2 н атомах калия, Схема электронных уровней содер жит основной уровень 1, нижний 2 и верхний 3 возбужденные уровни, кроме того, 11„ и 4 — частоты переходов между ними, 4, — частота кванта многомодового лазера, Установка состоит;из узкополосного лазера на рубине 4, нагреваемой кюветы 5 с парами калия, кюветы 6 с раствором красителя ДОТС в диметилсульфоксиде, резонатора многомодового лазера на красителе образованного зеркалами 7, спектрального прибора 8 и измерителем 9 спектра (фотопленка).

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение узкополосного лазера на рубине с длиной волны 694,3 нм напранляют на нагреваемую кювету 5 с парами калия и на раствор красителя

ДОТС, создавая в нем инверсную населенность. Б результате в резонаторе, образованном зеркалами 7, возникает многомодовая генерация, Кювета 5 с парами калия помещена внутрь резонатора широкополосного лазера, В ней одновременно присутствует излучение как узкополосного лазера на рубине„ так и многомодового лазера на красителе, Синхронизация излучения обоих лазеров достигается автоматически, поскольку излучение рубинового лазера одновременно используется для накачки лазера на красителе и для возбуждения двухфотонного поглощения.

Спектр генерации многомодового лазера на красителе измеряется с помощью спектрографа 8 и фотопленки 9. Диапазон генерации лазера на красителе

740-775 нм совпадает с резонансными переходами в атомах калия 4 S,i

Они наблюдаются в спектре как линии поглощения с длинами волн

769,90 и 766,49 нм. В случае генерации лазера на красителе обнаружено также поглощение, соответствующее днухфотонным переходам 4 S 6 S /

4 D g/< на длинах волн 766,01 и

769, 17 нм. По линиям резонансного поглощения определяют силы осциллята резонансного перехода f, . По линиям двухфотонного поглощения при более высокой концентрации атомов калия определяют силы осцилляторов следующих переходов:

4" Р )g - 6 S((2, f 0,0154;

4 Р з/2 4 3 2, и 5,7 ° 10

2 2 -Ф

Точность определения сил осцилляторов 307. и определяется главным образом несовершенством нагреваемой кюветы с калием, не позволяющей получать постоянной хорошо контролируемой концентрации паров калия, и не достаточной точностью фотографической регистрации спектров, Точность измерений может быть понышена по крайней мере до величины 1Х при использовании более совершенной кюветы и фотоэлектрической регистрации спектра, например, с помощью оптического многоканального анализатора.

Быстродействие измерений сил осцилляторов определяется длительностью импульса лазера на рубине и состанляет величину 2 10 8 с, что в 10"" раз быстрее, чем в известном способе, из обретения

Способ измерения сил осцилляторов электронных переходов между возбужденными уровнями в атомах или молекулах:зещестна, включающий измерение интенсивности переходов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия измерений, на вещество, помещенное в резонатор многомодового лазера со спектральной областью генерации вблизи частоты электронного перехода с основного уровня на нижний из двух возбужденных уровней, одновременно воздейстнует излучением одномодового лазера,, измеряют полное по" глощение в спектре генерации многомодового лазера н области, соответ-ствующей двухфотонному переходу, а

1332197 частота перехода между возбужденными уровнями, длина кюветы с.исследуемым веществом концентрация исследуемого вещества; энергия излучения одномодового лазера, прошедшая через единичную. площадь исследуемого вещества за импульс генерации; заряд электрона;. сила осциллятора перехода между основным и первым возбужденным уровнями; числовая константа, зависящая от поляризации полей, направления их распределения, а также кратности вырождения начального, промежуточного и конечного уровней, выраженная через коэффициенты Клебша-Гордана, силу осциллятора рассчитывают по формуле

128 ALhm Eo(1,-4, ) 4

ЮРе 4„-f,е

F) где А

" полное поглощение в спектре генерации многомодового лазера, отвечающее двух- ТО фотонному переходу; — длина резонатора многомодового лазера; е 2 — постоянная Планка; — масса электрона; — диэлектрическая постоянная;

m

Ед

Т5 — частота поглощаемого фотона в спектре генерации многомодового лазера;

4, — частота перехода между основным уровнем и первым возбужденным уровнем;

25

1 ..1

Составитель В. Рандошкин

Редактор И, Шулла Техред A.Кравчук КорректорЛ, Пилипенко

Заказ 3824/38 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4