Резонансная флюоресценция

Возникновение спектров при изменении энергетического состояния молекулы. Единицы измерения в спектроскопии. Области спектра (щкала магнитных колебаний), которые соответствуют изменениям различных энергетических состояний молекулы. Правила отбора для переходов между энергетическими состояниями. Вращательные, колебательные и электронные спектры поглощения и испускания. Спектры резонансной флюоресценции и комбинационного рассеяния. [c.266]

Сильным толчком к развитию квантовой оптики послужило явление резонансной флюоресценции. Свет, излучённый атомом, который управляется классическим монохроматическим электромагнитным полем, проявляет интересные квантовые эффекты в спектре и статистике фотонов. Здесь мы кратко рассмотрим этот краеугольный камень квантовой оптики. [c.17]

Рисунок 1.5 показывает зависимость от задержки т для трёх типичных источников света, а именно, теплового источника излучения, лазерного света и резонансной флюоресценции. Мы видим, что при г 00 все кривые приближаются к единице. Однако, начальные значения для всех кривых, то есть при г = О, различны. Для теплового источника кривая начинается со значения д (О) = 2 и приближается к единице сверху. Следовательно, более вероятно обнаружить два фотона приходящими сразу друг за другом. Для лазера распределение не зависит от задержки. Тем не менее, свет, испущенный атомом, который управляется лазерным полем, совершенно другой. В этом случае вероятность обнаружить фотон сразу после того, как один уже был зарегистрирован, равна нулю, так что д ЦО) = 0. Поэтому [c.20]

В недавних экспериментах по резонансной флюоресценции проявилось ещё одно впечатляющее свойство поля излучения. Экспериментальная кривая на рис. 1.7 показывает, что флуктуации поля сжаты. [c.23]

Эксперименты по резонансной флюоресценции [c.51]

Резонансная флюоресценция двухуровневых систем [c.162]

Рассмотрим простейший процесс рассеяния света — резонансную флюоресценцию двухуровневых квантовых систем (атомы, примесные центры в кристаллической матрице, локализованные экситоны, квантовые точки и т. п.). Спектральная интенсивность рассеянного света определяется выражением [c.162]

Хотя резонансное рассеяние, называемое иногда атомной или резонансной флюоресценцией, также имеет большое сечение, тушение при столкновениях с более распространенными составляющими атмосферы обычно приводит к тому, что сигнал оказывается слабым вследствие этого наиболее эффективно метод может работать при исследовании малых составляющих верхней атмосферы [174—178]. В случае молекулярной флюоресценции столкновительное тушение может также оказывать вредное действие, в частности тогда, когда имеются долгоживущие состояния [179]. Широкополосная природа молекулярной флюоресценции является причиной низкого значения отношения сигнала к шуму при этом основной вклад в шум дает фоновое излучение [180, 181]. С ростом продолжительности флюоресценции может падать пространственное разрешение. [c.235]

Здесь 1(у,г) — спектральная интенсивность обратного сигнала резонансной флюоресценции, 2 (v) — функция профиля линии поглощения, к(Уо,г)—объемный коэффициент поглощения для центральной частоты Уо линии поглощения паров нат- [c.414]

Здесь N1 — число фотонов в лазерном импульсе. Ну — энергия каждого фотона, Т(Н) — коэффициент пропускания атмосферы, / — область возникновения резонансной флюоресценции, й телесный угол, в котором присутствует лазерное излучение и равный [c.418]

Высотные профили плотности ОН 35-100 Резонансная флюоресценция Перестраиваемый лазер на красителе 2,5 [c.432]

Высотные профили плотности N0 70-150 Резонансная флюоресценция Перестраиваемый лазер на красителе 2,7 [c.432]

В работе [173] рассмотрена лидарная система, которую можно установить на борту космического корабля. Эта система регистрирует обратный сигнал резонансной флюоресценции и [c.433]

Таблица 9.6. Высотные профили концентрации гидроксильного радикала и сигналы резонансной флюоресценции, рассчитанные при четырех значениях местного времени для предполагаемого лидара, установленного на борту космического корабля[173]

В работах [225 (I и И)] также выполнены модельные расчеты, связанные с возможностью контролировать содержание атомов натрия и калия в верхних слоях атмосферы (80— 110 км) и ионов магния (Mg+) в ионосфере (80—500 км) с помощью лидара, расположенного на борту космического корабля используется метод резонансной флюоресценции. В работе [225(1)] показано, что при ночных измерениях концентрации атомов натрия и калия можно пренебречь эффектами насыщения, так как угол расходимости лазерного луча может быть большим. Однако при работе в дневных условиях это утверждение не является справедливым, так как оптимальный угол расходимости луча определяется уменьшением обратного сигнала (в связи с насыщением) и уменьшением фоновой засветки (благодаря сужению поля зрения оптической приемной системы лидара). Как показывают расчеты, для обеспечения минимальной ошибки сигнала требуется установление углов расходимости луча 0,18 и 0,108 мрад при измерении концентрации атомов натрия и калия соответственно. Согласно уравнению (4.55), это приводит к поправочным коэффициентам, учитывающим явление насыщения, равным 0,65 и 0,57 для атомов натрия и калия соответственно. [c.435]

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]

Эффект Мёссбауера. В курсе оптики изучается явление, называемое резонансным поглощением, или резонансной флюоресценцией. Заключается оно в том, что атомы с большой вероятностью поглощают фотоны, энергия которых в точности соответствует разности энергий между нормальным и одним из возбужденных уровней атома. После поглощения атом переходит в возбужденное состояние и по истечении времени жизни в этом состоянии т (т сек) вновь испускает фотон той же частоты. При [c.124]

Результаты экспернмеита по наблюдению резонансной флюоресценции В сильном внешнем поле а — спектр флюоресценции при различных значениях мощности лазерного излучения, 6 — спектр флюоресценции при различных расстройках резонанса Л [c.76]

Пик упругого рассеяния свет как волна. Резонансная флюоресценция — это давнишняя проблема, которая впервые была весьма детально обсуждена В. Гайтлером в его классической книге Квантовая теория излучения . Он указал, что испуш,енное излучение имеет такую же частоту, как и падаюш,ее излучение. Таким образом, спектр описывается -функцией. В этом смысле атом есть просто управляемый диполь, который поэтому и излучает частоту управляю-ш,его поля. Упругая компонента рассеянного света наблюдалась экспериментально и показана на рис. 1.1. [c.17]

Эти теоретические предсказания были подтверждены экспериментально для атомных пучков группами Л. Манделя и Г. Вальтера. Создание ловушек Пауля для ионов и магнито-оптических ловушек для атомов открыло новую эру в экспериментальном изучении резонансной флюоресценции. Теперь стало возможным наблюдать излучение отдельной частицы и, следовательно, регистрировать антигруппиро-ванный свет от одиночного иона, атома или молекулы. На рис. 1.6 представлены результаты измерения корреляционной функции второго порядка для резонансной флюоресценции одиночного иона магния. Эти кривые отчётливо показывают, что вероятность наблюдения двух фотонов, излучённых сразу друг за другом, очень мала. [c.21]

Явление антигруппировки, наблюдаемое с помош,ью одиночного иона, особенно интересно в связи с экспериментами по гетеродиниро-ванию, показанных на рис. 1.1, так как в обоих экспериментах мы анализируем одно и то же излучение. В гетеродинном спектре резонансной флюоресценции мы обнаруживаем узкую спектральную структуру, которая подтверждает волновую природу испуш,енного света. Когда же проводится с тем же самым светом корреляционный эксперимент, мы наблюдаем проявление корпускулярных свойств. Таким образом, резонансная флюоресценция служит замечательной демонстрацией корпус-кулярно-волнового дуализма. [c.21]

Рис. 1.7. Экспериментальное наблюдение эффекта сжатия в резонансной флюоресценции. Пунктирная линия обозначает предел дробового шума, который определяется вакуумными флуктуациями электромагнитного поля. Видно, что в небольшом интервале частот, превышающих 12 МГц, флуктуации излучения эезонансной флюоресценции становятся меньше этого предела. Взято из работы Lu et а/., Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 3635

Радона преобразование 173 Рамана-Ната приближение 618, 637 Рамзея метод 504, 521 Резонансная флюоресценция, антиг-зуппировка 19, 21 [c.754]

В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически не отличимы от люминесценции (если не пользоваться определением люминесценции по Степанову). Как показал Гайтлер ([465], 20), природа релеевского резонансного излучения с возбужденного уровня, имеющего ширину у, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области у, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходят два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы у. Если же система облучается монохроматическим светом с шириной уо "С Т. испускаемая линия имеет ту же ширину уо и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определенного значения. Таким образом, в процессе резонансной флюоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбужденном, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается опре- [c.578]

Земли сквозь плоскость орбиты кометы Беннетта, показывают внезапное увеличение сигнала обратного рассеяния из областей между 40 и 90 км. Из результатов этого исследования следует, что пыль, входящая в земную атмосферу от кометы, спускается быстрее, чем если бы это падение происходило в статической атмосфере, достигая высоты 40 км примерно в течение суток. Тем самым можно сделать вывод о существовании сильного вертикального смешивания в верхних слоях атмосферы. Разработка и создание мощных перестраиваемых лазеров на красителях с накачкой импульсными лампами-вспышками дали возможность использовать метод резонансной флюоресценции в лидарных измерениях для картирования пространственного распределения следов некоторых атомов в верхних слоях атмосферы. Первой серией лидарных исследований такого типа было измерение концентрации атомов натрия в разреженных верхних слоях атмосферы, выполненное с помощью наземной установки [376]. Более полные исследования, включающие измерение сезонных вариаций концентрации натрия, были проведены авторами работы [175]. [c.413]

Чтобы понять этот метод измерения температуры, обратимся к уравнению переноса излучения для двухуровнего атома [уравнение (4.31)]. Для больших времен, связанных с обратным сигналом резонансной флюоресценции, можно считать условия стационарными. Можно также предположить, что интенсивность излучения в нашем случае недостаточна для того, чтобы существенно воздействовать на заселенность атомных уровней внутри ячейки поглощения с парами натрия. Следовательно, можно записать выражение [c.414]

Примем, что обратный сигнал резонансной линии флюоресценции имеет доплеровское ущирение при температуре поступательного движения Тм атомов натрия в мезосфере и что профиль линии поглощения также имеет доплеровское ущирение при температуре Та паров натрия в ячейке. Тогда можно записать следующее выражение для спектральной интенсивности резонансной флюоресценции на выходе [c.415]

Для получения значений не только относительного, но и абсолютного содержания натрия и калия в верхних слоях атмосферы был выполнен подробный анализ точности эксперимента и калибровки. Особое внимание уделялось рассмотрению возможности того, что лазеры на красителях, в которых применяется ООТС, обладают значительной мощностью и могут привести к эффектам насыщения в калиевом слое. В соответствии с работами [379, 380] рассмотрим уравнение (4.55). Это уравнение можно использовать для того, чтобы выразить отнощение резонансной флюоресценции, полученной лидаром, к резонансной флюоресценции, которая получается при отсутствии насыщения. Для удобства сравнения введем обозначения параметров и индексов из работ [379, 380]. Тогда интенсивность лазерного излучения можно выразить в виде [c.418]

В разд. 9.1.7 было показано, что с помощью наземных лидарных систем, использующих резонансную флюоресценцию, можно осуществлять картирование распределения атомов натрия и калия в мезосфере. Лидар, установленный на борту космического аппарата, даст возможность значительно расщирить эти исследования. Он не только обеспечит постоянный глобальный обзор, но и позволит измерять распределепие ионов металлов в ионосфере и профили плотности молекул окиси азота и свободных гидроксильных радикалов в мезосфере, тем самым расщирив применение метода лазерной резонансной флюоресценции. Эти измерения важны при из чении химических реакций и процессов переноса в верхних слоях атмосферы, В больщинстве случаев в этих работах источником возбуждения будет служить, вероятно, перестраиваемый лазер на красителях. [c.433]

В приведенной выше теории существует одно интересное противоречие, которое проявляется в том, что в резонансных условиях между сечением рассеяния ag и сечением флюоресценции различие практически исчезает. Термин флюоресценция обычно используется для обозначения процессов излучения, продолжительность которых лежит в диапазоне наносекунд (или более) при низких давлениях и падает из-за столкновительного тушения при давлениях выше нескольких сотен паскаль. В то же время термин комбинационное рассеяние служит для обозначения двухфотонного процесса, протекающего практически мгновенно и поэтому не подверженного тушению (т. е, его интенсивность в расчете на одну молекулу не зависит от состава или давления газа, по крайней мере до давления в несколько сотен килопаскаль). В действительности выражение (3.170) описывает рассеяние при расстройке частоты, которая велика по сравнению с полной шириной линии, однако, как можно видеть, описывает и флюоресценцию на частоте, близкой к частоте разрешенного перехода. При высоких давлениях влияние однородного и неоднородного механизмов уширения, а также тушения усложняет рассмотрение вопроса. Зависимость сечений от давления и природа их изменчи вости в настоящее время нашли лишь частичное объяснение в теории и эксперименте [84, 99]. [c.129]

Хотя в установлении действующего механизма (резонансное комбинационное рассеяние или флюоресценция) в околорезо-нансном случае может быть некоторая неопределенность, практически не вызывает сомнения то, что флюоресценция наблюдается в случае, когда длина волны X, возбуждающего излучения находится в пределах ширины линии поглощения. При этом спектральное сечение флюоресценции описывается выра-5 [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...