Способ измерения концентрации метастабильных атомов газа и их времени жизни Советский патент 1975 года по МПК H01S3/00 G01N21/46 H05H1/00 

резонатора,/ - длина разряда; Лп,,, - длины волн переходов, начинающихся на уровне т н кончающихся на уровнях /г; /nm - сила осциллятора перехода т-/г; Ш; Д//,/-глубина модуляции тока разряда /; Лш - концентрация атомов на уролне т; ы - частота модуляции; е, /Пе -заряд и масса электрона; с -скорость света в пустоте.

Из уравнения, Онисывающего изменение во времени концентрации атомов в метастаби.чьИОМ СОСТОЯННИ

jf -imAm+a ; / /o+ psinw/ ,

где Гт - обратное время жизни; а, p cons/- коэффициенты пропорциональности, нетрудно получить для установиащегося режима ( схЯ ) зависимость

dNm (cj, /) dN (О, I)/dI

f Комбинируя оба уравнения, получим

/

,n

1

откуда видно, что по измерениям тон частоты,

при КОТОрОЙ

бг, (со,/)би(0,/)(й Гш)

МОЖ1НО 0-пределить время жизни данного состояния.

Отметим, ЧТО вклад в показатель преломления и девиацию частоты со стороны эле1ктронной компоненты на частотах to - Гт на

2--3 порядка меньше девиации, обуслов.ченной поглощающими переходами.

Для оценки точности метода и .диапазона измеряе.мых концентраций воспользуе.мся выражением для коэффициента поглощения

2«2

,/.2.

л ,. 2 - ,

к - -,

()2

1ПС10 где

ширина //( ч единицах длин волн. асчет но этой формуле нри

и 2ц ..km приводит к . с/Г. в случае же

15 л-7.;,,,, л 1,1 верхнее значение для А ,,, может быть увеличено на несколько порядков.

Мини.мальная И31.меряе.мая девиация, определяется техническими флуктуациями па малых частотах, составляет 10-100 гц, что соответствует при бя: порядке 10 гц точности определения Л ,,, 0,1% и абсолютного значения

П р е д .м е т изобретения

Способ измерения концентрации метастабильных ато.мов газа и их времени жизни в газоразрядном приборе с исследуемым газом, помещенными в активный объем резонатора лазера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности н расширения пределов измеряемой величины, подвергают амплитудной модуляции ток разряда, измеряют девиацию резонансной частоты лазера при различных частотах модуляции и но результата м измерений СУДЯТ об искомых величинах.