Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия - метод лазерной спектроскопии, в к-ром исследуемое вещество помещается внутрь резонатора лазера с широкой спектральной полосой генерации. (Др. методы лазерной спектроскопии используют узкополосные лазеры.) В традиционной абсорбц. спектроскопии для изучения спектра поглощения вещества свет от внеш. широкополосного источника интенсивностью

(где

- частота излучения) пропускают через слой поглощающего вещества. Прошедший свет оказывается ослабленным в соответствии с Бугера - Ламберта - Бера законом тем больше, чем выше показатель поглощения исследуемого вещества

. Для исследования слабого поглощения необходимо увеличивать оптич. длину пути l; с этой целью применяют многоходовые оптич. кюветы, в к-рых свет, отражаясь от торцовых зеркал, многократно проходит через исследуемое вещество. Число таких проходов ограничено потерями света при отражении от зеркал.

В методе внутрирезонаторной лазерной спектроскопии эти потери компенсируются усилением в активной среде, т. е., по существу, роль многоходовой кюветы играет резонатор лазера. При стационарной генерации из-за конкуренции процессов накачки и вынужденного излучения усиление в активном элементе с точностью до влияния спонтанного излучения оказывается равным потерям резонатора. Однако это равенство выполняется не для каждой конкретной частоты, а для усреднённых (в пределах однородно уширенного контура усиления активной среды) потерь и усиления. T. о. оказываются скомпенсированными широкополосные потери на зеркалах резонатора. Если линии поглощения вещества узки по сравнению с величиной однородного уширения контура усиления активной среды лазера, то поглощение не компенсируется усилением и проявляется в спектре генерации лазера.

В стационарном режиме в области, где отсутствует поглощение, интенсивность генерации

остаётся постоянной, а на частоте линии поглощения она изменяется по закону:

Выражение (*) аналогично закону Бугера - Ламберта - Бера, а величина эфф. оптич. пути l определяется произведением скорости света с на длительность t импульса генерации лазера в окрестности исследуемой линии поглощения. При длительности импульса 10^-2с l достигает 3*10⁸ см, что позволяет обнаруживать поглощение ~10^-9 см^-1, т. е. примеси атомов с концентрацией до 10⁴ атомов/см³. Принципиальное ограничение роста чувствительности приборов, основанных на методе внутрирезонаторной лазерной спектроскопии, с ростом длительности импульса генерации возникает вследствие неточной компенсации широкополосных потерь из-за спонтанного излучения. Теоретич. оценки показывают, что предельный уровень чувствительности, ограниченный влиянием спонтанного излучения, должен быть ~10^-12 см^-1. Реально чувствительность определяется либо длительностью импульса (при использовании импульсных лазеров), либо техн. нестабильностями, прерывающими генерацию или изменяющими её спектр (для непрерывного лазера). Достигнутая экспериментально чувствительность составляет ~10^-9 см^-1 (что соответствует толщине поглощающего слоя ~10⁹ см) и позволяет обнаруживать по спектру поглощения примеси атомов с концентрацией до 10⁴ атомов/см³.

В методе внутрирезонаторной лазерной спектроскопии применяются любые широкополосные лазеры - на органич. красителях, органич. стёклах, кристаллах, активированных редкоземельными элементами, лазеры на центрах окраски в щёлочно-галоидных кристаллах и т. д. Эти лазеры позволили перекрыть весь видимый и ближний ИК- (до 3 мкм) диапазон.

Метод внутрирезонаторной лазерной спектроскопии находит применение для исследования спектров поглощения газов, исследования малых примесей, загрязняющих атмосферу, высоковозбуждённых состояний атомов и молекул, моделирования оптич. свойств больших толщин газов, напр. атмосфер больших планет, исследования процессов в плазме и кинетики хим. реакций, для поиска новых активных сред лазеров и т. д.

Литература по внутрирезонаторной лазерной спектроскопии

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.