Генераторы молекулярные

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР— МОЛЕКУЛЯРНЫЙ НАСОС [c.302]

Оптические приборы и оптические методы исследования широко применяются в самых разнообразных областях естествознания и техники. Напомним, например, об изучении структуры молекул с помощью их спектров излучения, поглощения и рассеяния света, а также о применении микроскопа в биологии, об использовании спектрального анализа в металлургии и геологии. Оптические квантовые генераторы неизмеримо расширяют возможности оптических методов исследования. Приведем несколько примеров, иллюстрирующих положение дела. Один из новых методов — голография — подробно описан в главе XI. Изучение атомно-молекулярных процессов, протекающих в излучающей среде лазеров, а также рассеяния света и фотолюминесценции с применением лазеров позволило получить большой объем сведений в атомной и молекулярной физике, равно как и в физике твердого тела. Оптические квантовые генераторы заметно изменили облик фотохимии с помощью мощного лазерного излучения могут производиться разделение изотопов и осуществляться направленные химические реакции. Благодаря монохроматичности излучения оптических квантовых генераторов оказывается сравнительно простыми измерения сдвига частоты, возникающего при рассеянии света вследствие эффекта Допплера этот метод широко используется в аэро- и гидродинамике для излучения поля скоростей в потоках газов и жидкостей. [c.770]

Итак, общую картину спектра излучения оптических квантовых генераторов можно представить следующим образом. В интервале длин волн, простирающемся от вакуумного ультрафиолета до далекой инфракрасной области, с помощью разнообразных активных сред удается получать усиление излучения в участках спектра с относительной шириной (со" — со )/со, составляющей в разных случаях от 10 (лазеры на красителях) до 10" (атомные и молекулярные газы). Положение этих участков спектра определяется частотами переходов между энергетическими уровнями, характерными для используемой активной среды (атомы, ионы, молекулы в газовой, жидкой и кристаллической фазе). В пределах каждого из упомянутых участков спектр генерируемого излучения имеет вид дискретных квазимонохроматических эквидистантных компонент, расстояние между которыми задается резонатором и составляет в относительной мере величину Асо/со = Х/2Ь = = 10" — 10 . Наконец, каждая из компонент представляет собой квазимонохроматическое излучение с ничтожно малой естественной спектральной щириной бсо 10 — 10 с , так что боз/со [c.801]

При использовании в качестве абсорбента вещества с большим значением относительной молекулярной массы значительная доля внешнего количества теплоты в генераторе расходуется на нагревание раствора. В связи с этим рекомендуется установка между генератором и абсорбером теплообменника раствора. [c.268]

В первых таких приборах использовался пучок молекул аммиака и поэтому их стали называть молекулярными генераторами. Для разделения возбужденных и невозбужденных молекул в молекулярных генераторах используется сильное неоднородное электростатическое поле. Возбужденные молекулы направляются в объемный резонатор, где и отдают свою энергию электромагнитному полю. [c.413]

Возможность пространств, фокусировки М. и а. п., содержащих частицы в определённых энергетич. состояниях при помощи неоднородных электрич. или магн. полей, позволила использовать М. и а. п. для накопления частиц в состояниях с более высокой энергией (т. е. для создания инверсии населённостей), что необходимо для осуществления мазера. Первый мазер был осуществлён на пучке молекул аммиака (см. Молекулярный генератор). Мазер на пучке атомов водорода широко использовался как для исследования атома водорода, так и для создания активного квантового стандарта частоты (см. Водородны,й генератор). [c.200]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) обладают очень высокой спектральной мощностью излучения, так что эффективные температуры их излучения составляют 10 — 10 - К, что в 10 —10 раз превышает эффективную температуру Солнца. Высокая когерентность и острая направленность излучения ОКГ дают возможность эффективного их использования для связи, получения высоких температур в малых объемах, для оптической диагностики газовых потоков и т. д. Данные по лазерным переходам и другим характеристикам в нейтральных, ионизированных и молекулярных газах в кристаллах, в лазерах на основе стекол, на полупроводниках, в жидкостях и в химических красителях представлены в [5] и в табл. 6.16. [c.231]

Создание молекулярных и атомных часов открывает перспективу дальнейшего повышения точности определения секунды. Эти часы основаны на применении генератора, контроль частоты которого осуществляется по частоте линии поглощения молекул илн атомов, в частности молекул аммиака и атомов цезия или водорода. [c.27]

Понятие температуры возбуждения используется при объяснении физических явлений в молекулярных квантовых генераторах (лазерах и мазерах) [8, 79]. [c.248]

Молекулярные кристаллы бесконечно разнообразны и могут сравнительно легко модифицироваться введением примесей и небольшими изменениями самих молекул. Установление связи между строением слагающих кристалл молекул и нелинейными оптическими свойствами кристаллов открывает широкие возможности для создания модуляторов, дефлекторов, преобразователей частоты, параметрических генераторов и других устройств нелинейной оптики методами новой инженерной дисциплины — молекулярной электроники. [c.3]

Это позволило создать усилители и генераторы сантиметрового и дециметрового диапазонов. Они получили название мазеров. За создание молекулярных генераторов Н. Г. Басов и А. М. Прохоров, сотрудники Физического института АН СССР, были удостоены Ленинской премии. Разработка теории и устройства молекулярного генератора была содержанием докторской диссертации молодого в то время ученого И. Г. Басова. [c.4]

Подлинную революцию в молекулярной спектроскопии совершили оптические квантовые генераторы когерентного излучения — лазеры, впервые созданные в 1960 г. В результате существенно расширились возможности техники спектроскопии (были разработаны разного типа высокоинтенсивные когерентные монохроматические источники света в широком диапазоне длин волн, работающие в импульсном и непрерывном режиме, лазеры, перестраиваемые по длинам волн, и т. д.) качественно изменились многие методики классической спектроскопии (спонтанное комбинационное рассеяние света, флуоресценция, резонансное комбинационное рассеяние света, спектры возбуждения и т. д.) и, самое главное, были созданы принципиально новые методы исследования вещества (обращенное комбинационное рассеяние, когерентное активное комбинационное рассеяние света, внутри-резонаторное поглощение и т. д.). Сейчас еще трудно предсказать все возможности дальнейшего развития лазеров. Ясно одно, что чувствительность, разрешающая способность, временное разрешение и т, д, изменились всего за полтора десятилетия настолько, что многое, казавшееся ранее фантастичным, как, например, регистрация одиночных атомов в газовой фазе, уже реализовано. У лазерной спектроскопии молекул многое впереди. Одной из сдерживающих причин практической реализации ее идей является сложность их внедрения в серийное производство. [c.10]

Большинство квантовых генераторов в вакуумном ультрафиолете использует излучение молекул инертных газов [278— 286], а также молекулярных газов, у которых верхние колебательные уровни основного состояния практически не заселены [287—291]. [c.68]

С помощью детектора 4 определялось поглощение атомами водорода излучения резонансной лампы. В этой лампе содержался гелий при давлении 0,4 го/5 и пары воды в виде незначительной примеси. Частота генератора 2450 Мгц. Для улучшения монохроматичности излучения использовался кислородный фильтр. Кривая тушения молекулярным водородом строилась [c.331]

В этой главе рассмотрим принцип действия и устройство некоторых квантовых генераторов, работающих в оптическом дпаиазоне длин волн (в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях). На современном этапе лазеры достигли весьма высокого уровня развития. Существует большое число разнообразных типов и конструкций лазеров, среди которых можно выделить твердотельные, газовые (атомные, ионные, молекулярные), жидкостные (лазеры на красителях), химические, полупроводниковые. [c.267]

Так, холодильные циклы на уровне жидкого водорода уже широко используются в крупнейших промышленных установках для получения тяна -лой воды. Низкие температуры на уровне жидкого гелия начинают применяться в практической радиотехнике для осуществления малошумяи1,их молекулярных усилителей (твердые мазеры ) и генераторов на частотах сантиметрового диапазона. Высокодобротные сверхпроводящие объемные резонаторы находят себе применение н технике нзмерепий на сверхвысоких частотах. Сверхпроводящие токовые и магнитные устройства начинают внедряться как элементы вычислительных машин взамен электронных ламп. [c.5]

МЙКРО... (от греч. mikros — малый) — приставка к наименованию единицы измерения для образования наименования дольной единицы, составляю1цей одну миллионную долю от исходной единицы. Обозначается мк, U. Напр., 1 МКС (микросекунда) = 10" с. МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — область радиоспектроскопии, в к-рой спектры атомов и молекул в газовой фазе исследуют в диапазоне от дециметровых до субмиллиметровых длин волн (10 — IQi Гц). Объектами М. с. являются вращательные и НЧ колебательные спектры молекул, молекулярных ионов, комплексов и радикалов, тонкая и сверхтонкая структура молекулярных спектров, спектры тонкой и сверхтонкой структуры атомов и ионов, электронные спектры возбуждённых атомов (см. Молекулярные спектры. Атомные спектры). В микроволновых спектрометрах используют монохроматические, перестраиваемые по частоте источники излучения — генераторы СВЧ [c.133]

В простейшем микроволновол спектрометре излучение генератора СВЧ пропускают через волноводную ячейку, заполненную исследуемым газом, и направляют на приёмник излучения, сигнал к-рого, пропорциональный принимаемой мощности, подаётся на регистрирующий прибор. Линии поглощения в газе регистрируют по уменьшению приходящей на приёмник мощности излучения определённых частот. Для новыше-ния чувствительности спектрометров используют модуляцию частот спектральных линий, действуя на частицы электрич. [Штарка эффект) или магн. Зеемана эффект) полем и выделяя сигнал на частоте модуляции. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах используют модуляцию частоты излучения источника и приём сигналов от линий поглощения по модуляции давления исследуемого газа при поглощении им моду-лиров. излучения (см. Субмиллиметровая спектроскопия). Большой запас чувствительности позволяет исследовать, напр., спектры нестабильных молекул, запрещённые спектры молекул, а также применять М. с. для молекулярного и изотопного спектрального анализов. Повышения чувствительности в разл. микроволновых спектрометрах достигают также накачкой вспомогат. излучения (т. н. двойной резонанс), сортировкой частиц по состояниям (см. Молекулярный генератор) и др. [c.133]

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР — первый квантовый генератор, в к-ром эл.-магн. колебания СВЧ генерировались за счёт вынужденных квантовых переходов молекул NH3 (см. Квантовая электроника). М. г. создан в 1954 Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым и независимо от них Ч. Таунсом (СЬ. To 44ies), Дж. Гордоном (J. Gordon) и X, Цайгером (Н. Zeiger). Оба варианта М. г. работали на пучке молекул аммиака (см. Молекулярные и атомные пучки) и генерировали эл.-магн. колебания с частотой <и = 24 840 МГц (X = = 1,24 см). [c.205]

При помощи Р. м. впервые наблюдался ядеркый магнитный резонанс в нейтральных молекулярных пучках, при атом радиочастотное магя. поле вызывало резонансную переориентацию магн. моментов молекул. Пучок молекул, выходящий из источника О, отклоняется неоднородным магн. полем (магнит А яа рис.), а затем фокусируется на детектор D неоднородным полем с градиентом противоположного знака (магнит В). Поля подбирают так, чтобы молекулы попадали на детектор независимо от их скорости. В зазоре магнита С, создающего однородное магн. поле Щ, помещают проволочную петлю, соединённую с радиочастотным генератором и создающую поле Н . В результате переориентации магн. моментов нарушается условие фокусировки и уменьшается число молекул, попадающих на детектор. Резонанс наблюдают по изменению интенсивности пучка на детекторе при изменении напряжённости ноля Hq цли частоты генератора . [c.192]

Обнаруженная в межзвёздной среде и ставшая эфф. средством исследования космич. пространства Р. в. 21 см нашла также важное земное применение. На её основе разработаны т. я. активные квантовые стандарты частоты. Для создания достаточной интенсивности Р. в, 21 см в земных условиях используют вынужденное испускание фотонов атомами водорода. Из источника, в к-ром под влиянием электрич, разряда при низком давлении происходит диссоциация молекулярного водорода, вылетает иучок атомов водорода. В сортирующем устройстве с помощью магн. поля пропеходит сортировка атомов возбуждённые атомы поступают в кварцевую камеру, находящуюся в объёмном резонаторе, настроенном на частоту линии 21 см, а яевозбуждёнпые — отклоняются в сторону. При достаточной плотности потока атомов, поступающих в камеру, в резонаторе возникает самовозбуждающаяся генерация на частоте Р. в. 21 см (подробнее см. Водородный генератор). Ширина Р. в. 21 см в таком водородном генераторе всего 1 Гц, По этой причине квантовый стандарт частоты, работающий на Р. в. 21 см, имеет высокую точность. В радиоастрономии этот стандарт как наиб, стабильный используется в качестве гетеродина в системах радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. [c.216]

Р. применяют в физике, химии, биологии, технике для получения детальной информации о внутр, структуре и атомно-молекулярной дггаамике твёрдых тел, жидкостей и газов, определения структуры и конформации молекул, измерения магн. и электрич. моментов микрочастиц, изучения их взаимодействий друг с другом и с разл. внеш. и внутр. полями. Методы Р. используют также для качеств, и количеств, хим. анализа, контроля хим. и биохим. реакций, определения структуры примесей и дефектов, измерения магн. полей, темп-ры, давления, для неразрушающего контроля материалов и изделий. В Р. было впервые получено индуциров. испускание, что привело к созданию квантовых генераторов и усилителей СВЧ-диапазона — квантовых стандартов частоты и чувствительных приёмников, а затем и [c.235]

К параметрич. методам С. ч. относится переход от макроскопич. резонансных систем к микросистемам, квантовая структура к-рых придаёт им резонансные свойства, проявляющиеся в их узких спектральных линиях. Первым из таких устройств был молекулярнай генератор, в к-ром резонансный процесс сводится к инверсионным переходам между анергетич. уровнями молекул аммиака. Макроскопич. объёмный резонатор служит в этом приборе только для обеспечения обратной ееяаи. Существенно более высокой стабильностью частоты обладает водородный генератор, обеспечивающий воспроизводимость частоты с погрешностью 10 при относит, стабильности 2-10" . [c.659]

Излучение ионизирующейся присадки. Кроме традиционно рассматриваемого в продуктах сгорания излучения молекулярных компонент в канале МГД-генератора необходимо учитывать также излучение присадки, которое определяется главным образом резонансными линиями калия. Резонансные линии калия лежат в видимой области спектра и практически не перекрываются с инфракрасными молекулярными полосами. [c.225]

Проведенные исследования позволили создать новый эталон секунды, основанный на способности атомов излучать и поглощать энергию во время перехода между двумя энергетическими состояниями в области радиочастот. С появлением высокоточных кварцевых генераторов и развитием дальней радиосвязи появилась возможность реализации нового эталона секунды и единой шкалы мирового времени. В 1967 г. XIII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое определение секунды как интервала времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями. Данное определение реализуется с помощью цезиевых реперов частоты [5 15]. Репер, v nn квантовый стандарт частоты, представляет собой устройство для точного воспроизведения частоты электромагнитных колебаний в сверхвысокочастотных и оптических спектрах, основанное на измерении частоты квантовых переходов атомов, ионов или молекул. В пассивных квантовых стандартах используются частоты спектральных линий поглощения, в активных — вынужденное испускание фотонов частицами. Применяются активные квантовые стандарты частоты на пучке молекул аммиака (так называемые молекулярные генераторы) и атомов водорода (водородные генераторы). Пассивные частоты выполняются на пучке атомов цезия (цезиевые реперы частоты). [c.35]

Лазеры на HF могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме. В импульсных лазерах атомарный фтор создается за счет столкновений между донорами фтора и электронами, образующимися либо за счет электрического разряда, либо с помощью дополнительного генератора электронного пучка. В промышленных приборах в качестве донора фтора применяется молекула SFe и используется электрический разряд. Схема накачки аналогична схеме TEA СОг-лазера (рис. 6.21) при этом для создания более однородного разряда используется также УФ-предыонизация. Однако выходная энергия такого устройства значительно ниже, чем поступающая в лазер энергия электрической накачки. Отсюда следует, что в данном лазере лишь часть выходной энергии берется из энергии химической реакции. Однако заметим, что при использовании молекулярного фтора вместо SFe возникает цепная реакция и выходная энергия лазера может существенно превосходить энергию электрического разряда. В этом случае лазер с большим основанием можно считать химическим. В непрерывных лазерах и при высоких мощностях (как, например, в системах, применяемых в военных целях) используется молекулярный фтор. Фтор подвергается тепловой диссоциации в плазмотронном нагревателе и затем истекает через сверхзвуковые сопла (до чисел Маха около 4). Затем в поток подмешивается молекулярный водород, чтобы вступить в цепную реакцию, описываемую уравнениями [c.400]

В радиоэлектронике с использованием Р. м. в виде этилсульфата лантана и гадолиния с добавкой церия были осуш,ествле-ны молекулярные (квантовые) генераторы, т. н. мазеры и лазеры. Се, La и др. Р. м. получили применение как газопоглотители (геттеры в вакуумных лампах), в качество эмиттеров (покрытие катодов), проволоки ламп накаливания н т. д. Катоды из борида La успешно использованы на синхрофазотроне, а катод, покрытый [c.119]

С точки зрения многих практических приложений — удвоения частоты, создания параметрических генераторов света и т. п.— наибольший интерес представляют взаимодействия волн на быстрой электронной нелинейности. Для спектроскопии, напротив, интересны волновые взаимодействия с участием атомных или молекулярных резонансов. Хотя вопросы нелинейной спектроскопии выходят за рамки настояш,ей книги, в 3.7 мы обсуждаем один из ее вариантов — когерентную спектроскопию комбинационного рассеяния, где нестацио-нарность нелинейного отклика среды используется в полной мере. [c.112]

Усилитель. Проблемы разработки и расчета характеристик усилителя в лазерной системе, в том числе и на основе газов, возникают прежде всего тогда, когда от этой системы необходимо получить более короткие и более интенсивные импульсы излучения, чем при использовании одного генератора с применением техники модуляции добротности и сихронизации мод. Кроме этого усилитель широко используется в лазерных системах с частотной селекцией и селекцией пространственного распределения поля излучения. В таких системах исходное излучение формируется задаюш,им генератором небольшой мош,ности, в кототом разработанными методами селекции частоты и пространственного распределения сравнительно легко добиваются заданных характеристик излучения. Роль усилителя в такой системе сводится к усилению полученного от задаюш,его генератора излучения до нужного уровня мош,ности, причем искажения, вносимые усилителем во все характеристики исходного сигнала, не должны превышать пределов точности их экспериментальных определений. В этом разделе мы остановимся на анализе и расчете характеристик молекулярных газовых усилителей (МГУ) излучения СОа-лазера. Это опять же связано с широким кругом прикладных задач, в которых используют такие системы, начиная от лазерного термоядерного синтеза и прикладной нелинейной оптики в ИК-Диапазоне и кончая современной технологией. Сразу отметим, что весь алгоритм этого анализа и расчета может быть использован при разработке усилителя на любых газах с возбуждением его активной смеси электрическим разрядом. Обш,ей схемой анализа МГУ можно считатьструктурнуюсхему для лазеров (см, рис. 2.3). Для задач усилителя в ней исключается из описания Резонатор и вместо уравнения, описываюш,его режим генерации, в блоке Mil в полуклассическую модель вместо (2.21, г) и в балансную модель вместо (2.22, в) вводятся уравнения, описываюш,ие прохождение излучения в среде усилителя, а именно [c.77]

Среди возможных применений Преобразования частоты в режиме векторного синхронизма в молекулярных кристаллах можно указать на эффективное преобразование частоты с разделением входа и выхода, на создание логических элементов быстродействующих счетных машин, например типа И , основанных на комбинации удвоителя частоты и параметрического генератора, работающего в режиме уменьшения частоты вдвое. Сигнал на выходе такой системы будет появляться лишь при одновременной подаче под углом векторного синхронизма двух световьдх пучков на вход удвоителя частоты. Такие логические элементы имеют равноправные входные и выходные сигналы, что позволяет объединять эти элементы в более крупные блоки без снижения скорости действия отдельных структурных единиц. Это выгодно отличает нелинейные оптические логические элементы от логических элементов на оптронах [265]. [c.182]

Десять лет тому назад был создан первый квантовый генератор света — лазер. С момента создания первых лазеров работы в области квантовой электроники развернулись в широких масштабах и развивались исключительно быстрыми темпами. Бурное развитие квантовой электроники продолжается и поныне. В результате за короткое время было разработано очень много разных типов лазеров твердотельные лазеры на кристаллах и стеклах, жидкостные лазеры, газовые лазеры (атомные, молекулярные, ионные), полупроводниковые лазеры (инжекционные, с электронным и оптическим возбуждением), лазеры с перестраиваемой частотой, химические лазеры, лазеры на основе вынужденного комбинационного рассеяния и др. Созданы импульсные лазеры и лазеры непрерывного действия, даюпхие когерентное излучение в широком диапазоне длин волн от ультрафиолетового (0,2 мк) до дальнего инфракрасного (538 мк) участков спектра. [c.5]

Классическая оптическая молекулярная спектроскопия, которая внедрена в повседневную практику научных исследований и на промышленных предприятиях, имеет дело со спектрами электрических дипольных переходов, связанных с однофотонным по-глошением (УВИ- н ИК-спектры поглощения) и спонтанным одно- и двухфотонным излучением (УВИ-спектры испускания и КР-спектры). Другие типы взаимодействия излучения с веществом, которые благодаря созданию квантовых генераторов только начинают внедряться в лабораторную практику, мы рассматривать не будем и ограничимся в дальнейшем только использованием лазеров в качестве мощных источников монохроматического излучения для получения классических КР-спектров. [c.51]

Квантовые генераторы на молекулярном водороде в вакуумном ультрафиолете осуществлены в работах [289, 290, 292— 297]. Длительность импульса 1—2 нсек, максимальная мощность 1,5 кет. Для создания таких импульсов использовалась схема Шипмана [298], в которой осуществляется система с поперечным разрядом и с бегущей волной возбуждения. Разряд происходил в узких каналах следующих размеров 120X1.2Х Х0,04 см [289] и 100X1.2X0,3 см [290]. Разрядный промежуток, как ясно из рис. 1.52а, находился в разрыве высоко- [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...