Способ измерений интегральных сечений поглощения электронных переходов Советский патент 1991 года по МПК G01N21/31 

Изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано для определения фундаментальных саойств вещества, таких, как силы f осцилляторов или однозначно связанных с ними интегральных сечений поглощения:

ле2

Y /a(w)dw .

Ј-1 Jт„ г

ГПо С

Целью изобретения является повышение чувствительности, точности и быстродействия измерений.

На фиг. 1 показана схема установки для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - микрофотограмма спектра генерации многомодового лазера в области исследуемого перехода.

Установка состоит из узкополосного лазера 1 на рубине с зеркалами 2 и пассивным затвором 3, нагреваемой кюветы 4 с парами калия, кюветы 5 с раствором красителя, резонатора многомодового лазера на красителе, образованного зеркалами 6, и

спектрального прибора - спектрографа 7 с фотопленкой 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение рубинового лазера, работающего в режиме самосинхронизации продольных мод, а следовательно, промодулированного во времени с периодом Тмод, равным времени обхода излучением резонатора рубинового лазера, накачивает активную среду многомодового лазера на растворе красителя, что приводит к временной модуляции коэффициенте усиления лазера на красителе. Длину резонатора многомодового лазера выбирают тгкой, чтобы время Тобх обхода его излучением на частотах, далеких от исследуемых линий поглощения, было меньше ТМОд. Спектр генерации многомодового лазера на красителе фиксируется с помощью спектрографа 7 с высоким спектральным разрешением на фотопленке 8,

Исследуемое вещество помещают в резонатор мнргомодового лазера, коэффициент усиления активной среды которого модулируется во времени с периодом большим времени обхода резонатора импульсом генерации, и в спектре генерации которого попадают линии поглощения вещества, регистрируют спектр генерации лазера и измеряют на спектре генерации расстояние между пиками интенсивности Aft с двух сторон от линии поглощения. Интегральное сечение поглощения вычисляют по формуле

2-м-х-ffrfe-ix.

где 5 /a(cy)dtt)-интегральное

сечение поглощения;

с - скорость света;

N - концентрация поглощающих атомов или молекул;

Тмод - период модуляции усиления;

Тобх время обхода пустого резонатора широкополосного лазера излучением;

До - расстояние между пиками интенсивности I с двух сторон от линии поглощения.

Формула изобретения

Способ измерений интегральных сечений поглощения электронных переходов в атомах или молекулах вещества, заключаю0

5

0

5

щийся в регистрации излучения спектрального диапазона, включающего частоты исследуемых электронных переходов, проходящего через газовую среду, состоящую из атомов или молекул исследуемого вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и быстродействия измерения, регистрируют излучение широкополосного лазера, проходящее через газовую среду, помещенную в его резонатор, причем активную среду лазера накачивают внешним излучением, при этом либо мощность накачки активной среды, либо добротность резонатора широкополосного лазера модулируют во времени с периодом Тмод, превышающим время Тобх обхода пустого резонатора широкополосного лазера импульсом генерации, в спектре излучения Ьазера измеряют расстояние между пиками интенсивности До с двух сторон от линии поглощения и вычисляют сечение поглощения по формуле

2 л Дмод , i Л2 1 А 2 .

(.

г М V

с N Чобх

где f о( ш - интегральное сечение поглощения;

с - скорость света;

N - концентрация поглощающих атомов или молекул.

Изобретение относится к спектроскопии. Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и чувствительности измерения интегральных сечений поглощения для электронных переходов. Измерение интегральных сечений поглощения осуществляется по измерению спектрального расстояния между двумя пиками интенсивности в крыльях линии поглощения(эффектспектральной конденсации излучения). Эффект спектральной конденсации излучения возникает при временной модуляции коэффициента усиления многомодового широкополосного лазера при наличии внутри его резонатора паров исследуемого поглотителя. Причем период модуляции коэффициента усиления незначительно превышает время обхода излучением пустого резонатора широкополосного лазера. 2 ил. ел С

ш