Активная спектроскопия

На исследуемое вещество направляются два лазерных луча, разности частот которых совпадают с одной из частот собственных колебаний молекулы или кристалла, что приводит к изменению заселенности колебательных уровней. Для анализа используется дополнительный, так называемый пробный, луч. Фактически исследуется стоксово и антистоксово рассеяние пробного луча. Описанную схему принято называть схемой активной спектроскопии рассеяния света. Пробный луч в этой схеме может использоваться как для регистрации фазовых соотношений между элементарными возбуждениями в разных точках среды (между фазами колебаний разных молекул) — когерентная активная спектроскопия так и для регистрации разности населенностей уровней—некогерентная активная спектроскопия. Естественно, что в обоих случаях рассеянный сигнал, получаемый в схеме активной спектроскопии, существенно превышает уровень сигнала, получаемого в спонтанном комбинационном рассеянии. [c.316]

Важной особенностью когерентного варианта активной спектроскопии является то обстоятельство, что в отличие от спонтанного комбинационного рассеяния индикатриса рассеяния существенно анизотропна и рассеянное на молекулярных колебаниях излучение представляет собой хорошо коллимированный практически полностью пространственно когерентный пучок. Его высокая интенсивность и направленность открывает ряд новых возможностей перед спектроскопией рассеяния света. [c.316]

Высокая мощность лазерного излучения позволяет использовать в ОНК нелинейные оптические явления, в том числе параметрическую перестройку частоты излучения, самофокусировку света, активную спектроскопию когерентного рассеяния и др. Становится возможным активный оптический контроль, когда дефектные места объекта (дефекты топологии ИС и т. п.) могут локально удаляться испарением под действием луча ОКГ. [c.52]

Основному материалу, связанному с нелинейными задачами, предпослана специальная глава, где дано довольно подробное изложение теории распространения волновых пакетов в линейной диспергирующей среде. Фемтосекундные лазерные импульсы внесли много нового и в этот, казалось бы давно уже завершенный, раздел волновой оптики. Проблемы основанной на достижениях пико- и фемтосекундной оптической технологии нестационарной лазерной спектроскопии в целом-далеко выходят за рамки этой книги. Поэтому мы ограничились лишь одним, но, как нам представляется, ярким примером — теснейшим образом связанной с волновой нелинейной оптикой активной спектроскопией комбинационного рассеяния. Переход к фемтосекундным импульсам позволяет получить здесь не только исчерпывающую информацию о релаксации энергии и фазы возбуждения, но и непосредственно наблюдать форму молекулярных колебаний. Книга завершается специальной главой, посвященной фемтосекундным лазерным системам. Акцент сделан на основных принципах и концепциях, лежащих в основе разработки систем, которые позволяют уже сейчас получать фемтосекундные импульсы в чрезвычайно широком диапазоне спектра, простирающегося от дальней инфракрасной области до вакуумного ультрафиолета. [c.8]

Распространение света может происходить как благодаря параметрическому рассеянию, так и вследствие рассеяния на различных квазичастицах среды (например, фононах), возбуждаемых при вынужденных процессах. При этом, правда, не все влетающие и вылетающие фотоны имеют одну и ту же частоту, но различия в частотах могут быть очень малыми и поэтому не разрешаться при наблюдении. Эти последние процессы рассеяния идентичны элементарным актам в активной спектроскопии (см. п. 3.161). [c.483]

Для дальнейшего развития НЛО особую роль играют спектроскопия высокого разрешения и активная спектроскопия ( 3.1), нестационарные процессы ( 3.2), когерентные явления ( 3.3), а также процессы взаимодействия при специальных геометрических условиях связи волн и обратной связи последнее важно вследствие возрастающего значения интегральной оптики. Эти направления НЛО дают в возрастающих масштабах качественно новые результаты и открывают новые горизонты в аналитической измерительной технике, при исследовании химических процессов и управления ими, в оптической метрологии, в обработке информации и в технике ее передачи. [c.491]

Спектроскопические возможности процессов вынужденного комбинационного рассеяния были реализованы в последние 10 лет, после того как получили широкое развитие мощные узкополосные лазеры с перестройкой частоты и предложены новые схемы спектрометров на базе активной спектроскопии комбинационного рассеяния света с использованием бигармонического возбуждения [2, [c.157]

Бурно развивающаяся в последние годы техника когерентной активной спектроскопии комбинационного рассеяния соединяет в себе преимущества интенсивных сигналов ВКР, с широкой областью применимости спектроскопии СКР и высоким спектральным разрешением абсорбционной лазерной спектроскопии [2, 16], Прогресс экспериментальной техники активной спектроскопии КР связан с созданием нового поколения автоматизированных лазерных спектрометров различных типов, обладающих широкими возможностями для приложений. Остановимся здесь на тех спектрометрах, которые предназначены для исследования газов технические характеристики этих спектрометров взяты из [2, 3]. К их числу относятся [c.158]

Интерференционные явления в когерентной активной спектроскопии рассеяния и поглощения света голографическая многомерная спектроскопия [c.261]

К числу несомненных достижений этого относительно нового и еще редко применяемого метода когерентной спектроскопии относится принципиальное решение с его помощью проблемы дискриминации близких и слившихся спектральных линий, соответствующих физически различным оптическим резонансам, которые не поддаются разрешению на основе критерия Рэлея. В благоприятных ситуациях в когерентной активной спектроскопии могут быть разрешены даже оптические резонансы, имеющие одинаковые частоты и формы спектральных линий (но различающиеся, например, шириной и (или) поляризационными характеристиками). [c.261]

Интерференционная природа спектров когерентного рассеяния света. Связь со спектроскопией спонтанного комбинационного рассеяния. Ключевой проблемой голографической спектроскопии является получение когерентного отклика исследуемой среды. Эта проблема, как уже говорилось выше, решается в схеме когерентной активной спектроскопии рассеяния и поглощения света. [c.263]

Хотя нелинейная спектроскопия в принципе имеет дело с бесконечным числом новых параметров — нелинейных восприимчивостей разл. порядков M , фактически в большинстве применяемых методов (когерентная активная спектроскопия рассеяния света, спектроскопия двухфогонного поглощения, нелинейная поляризац. спектроскопия) исследуются резонансы в кубичной нелинейной восприимчивости < 3)1 к-рая стала одной из важнейших характеристик материальных сред. [c.299]

Источниками накачки служат лазеры непрерывного, импульсного и импульсно-периодич. действия и оптич. гармоники их излучения. Отд. II. г. с. обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от б>н. Особую ценность П. г. с. с плавной перестройкой частоты представляют Д.ЛЯ ИК-диапазона спектра. Во мн. странах выпускаются промышленные образцы разл. П. г. с. Уникальные характеристики 1Т. г. с. (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) делают его основным, а норой единственным прибором для спектроско-пич. исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для селективного [c.540]

Явления Р, с. широко испольауются при риал, физ., хим., биол. исследованиях. Спектры Р. с. позволяют определять молекулярные и атомные характеристики веществ, в ряде случаев эти спектры служат единств, источником информации о запрещённых переходах в молекулах. Р. с. широко используется для определения размеров, а иногда и форм мелких частиц, что важно для исследований атм. оптики и при лаб. исследованиях дисперсных систем. Вынужденные процессы Р. с. применяются в активной спектроскопии Р. с, и в лазерных системах для перестраивания частоты. [c.283]

На рис. 3.21 иллюстрируется наиболее широко используемый вариант когерентной активной спектроскопии — так называемая когерентная антнстоксова спектроскопия рассеяния света. Две волны накачки с частотами oi, сог (разность oi—— частоте молекулярных колебаний) возбуждают когерентные молекулярные колебания, которые затем зондируются пробной волной. [c.146]

Вместе с тем в проблеме дистанционного зондирования еще не использованы возможности активной спектроскопии комбинационного рассеяния и резонансной флюоресценции при многофотонном поглощении, эффектов самомодуляции спектра в динамически нелинейной среде, мощностного аналога метода многоволновой диагностики поглощающего аэрозоля в условиях его радиационного испарения и фрагментации и ряда других нелинейных оптических явлений. Следует отметить также перспективность ком-плексирования методов линейного и нелинейного зондирования для извлечения многопараметрической информации без задания априорных моделей среды. [c.234]

Активная спектроскопия 160 Антитормозпой эффект 196 Атомная система единиц 15 [c.274]

Поперечное время релаксации % можно измерить, если осуществить генерацию когерентного антистоксова рассеяния при помощи некоторого пробного импульса, т. е. получить рассеяние на волне поляризуе- ф г. 63. Диаграмма мости, созданной импульсом накач- волновых векторов при ки. Пробный импульс должен быть когерентном антисток-достаточно слабым, для того чтобы совом рассеянии, он сам не создавал вынужденное вместо следует брать комбинационное рассеяние. Таким образом, здесь речь идет об особом методе — так называемой активной спектроскопии (ср. п. 3.161). Допустим, что импульс накачки 11 и пробный импульс излучения Ь2 имеют одинаковые частоты, но различаются направлениями. Импульс накачки генерирует волну поляризуемости с волновым вектором [c.443]

Спонтанному ККР соответствует вынужденный эффект резонансного преобразования частоты 2с0з — 2- сох, Юд — сох — соц, нашедший важные спектроскопические приложения (метод активной спектроскопии или КАРС). Впервые его применили Мейкер и Терхьюн в 1965 г. [138] (см. обзор [139]). [c.42]

Такой экспериментальный метод можно назвать /г-снектроско-пией . К нему относится и метод активной спектроскопии поляритонов, использующий вынужденные когерентные процессы в нецентросимметричных кристаллах (см., например, [105, 169—171].) Де-Мартини и Кофине [169] первые применили этот метод (названный ими спектроскопия в f -пространстве ) для исследования поляритонов в арсениде галлия. [c.190]

Тем не менее эффект комбинационного усиления, обусловленный параметрическим взаимодействием электромагнитных волн и волн мате- ильного возбуждения, находит применение в других схемах нелинейной лазерной спектроскопии комбинационного рассеяния, светоспектроскопии вынужденного комбинационного усиления и активной спектроскопии КР (или спектроскопии когерентного антистоксова рассения света), о которых речь пойдет ниже (см. 4.3). Параметрическое взаимодействие волн разной природы объясняет также возникновение в процессе ВКР антистоксовых компонент в общем случае нескольких порядков [2,4,28. [c.225]

В этой главе мы остановимся на применениях различных методов когерентной нелинейной спектроскопии в диагностике вещества. Это генерация гармоник, спектроскопия вынужденного комбинационного усиления, активная спектроскопия комбинационного рассеяния света и ее модификации. Другие методы ла рной спектроскопии (прежде всего некогерентной), такие, как спектроскопия насыщения при однофотонном возбуждении, спектроскопия многофотонного поглощения, спектроскопия квантовых биений и т.д., подробно рассмотрены в монографиях Летохова и Чеботаева [1], Шена [2], Демтрёдера [3], сборнике [4] в нашей книге мы их практически не затрагиваем. [c.226]

Рис. 4.10. Спектры комбинационного рассеяния кристалла СаСОз, полученные с помощыо различных методик 1 - спектроскопии спонтанного КР, 2,3- активной спектроскопии. Кривые 2 V. 3 получены при различных ориентациях векторов поляризации взаимодействующих волн

Рис. 4.14. Диаграммы, поясняющие принщшы а - спонтанного стоксова КР, б спонтанного антистоксова КР, и в - активной спектроскопии КР (КАРС)

Рис. 4.15. Диаграммы спектров, поясняющие принщ1пы спектроскопии ВКР-усиления б) и активной спектроскопии КР (в, г).

Недостающая фазовая информация, полностью утерянная при записи обычных оптических спектров, как выяснилось в последние годы, может быть извлечена из данных когерентной активной спектроскопии рассеяния и (или) поглощения света. В последней может быть реализован способ полной записи как амплитудных, так и фазовых соотношений между спектральными компонентами когерентно рассеянного светового поля (или, что то же самое, записи действительных и мнимых составляющих поля одновременно), т.е. реализован метод, который может бьпь назван голографической спектроскопией. [c.261]

Как и в обычной голографии, здесь полная запись спектральной информации осуществляется при интерференции когерентных спектральных компонент исследуемого светового поля со специально вводимым (или же изначально присутствующим в излучении, покидающем исследуемый образец) излучением когерентного фона, играющим роль опорной волны. Другими словами, в когерентной активной спектроскопии может быть реализована схема гетеродинирования сигнала, причем амплитуда и фаза опорной, т.е. гетеродинной , световой волны могут подбираться оптимальным образом дпя максимально полной записи и последующего считьюания амплитудной и фазовой информации, содержащейся в сигнальной волне. [c.261]

С ПОМОЩЬЮ рис. 4.22 нетрудно убедиться в том, что общая схема получения сигнала в когерентной активной спектроскопии очень близка к схеме динамической голографии два пучка света с плоскими фазовыми фронтами (волновые векторы ki, кг), пересекаясь в нелинейной среде, записывают плоскую голограмму, т.е. образуют плоскую дифракционную решетку (волновой вектор Q = ki — кг), на которой испытьшает дифракцию зондирующий пучок света (волновой вектор А ). Наиболее эффективна дифракция при выполнении условий синхронизма между волновыми векторами дифрагировавших компонент зондирующего пучка к к и волновыми векторами волн, записывающих и считывающих динамическую программу [c.262]

Однако существенным отличием схемы дифржции в активной спектроскопии от обычной голографической схемы является то обстоятельство, что волны с kl, кг, записывающие голограмму (в активной слектро-скопии их назьшают волнами накачки), имеют различные частоты ( oi Ф сог), так что волновой вектор решетки q осциллирует с частотой Дсо = Ol —С02 и бежит по среде с фазовой скоростью Уф = <7( oi —СО2) X [c.262]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...