Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Начиная с ЄО-х годов, интенсивное развитие получило новое направление спектроскопии - нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения til и в частности метод насыщения поглощения ( метод пробного поля или спектроскопия обращенного лэмбовского провала ). В этом методе газовую среду проходят две световые волны ( встречные или попутные). Свет резонансно поглощается теми молекулами, для которых сдвинутая эффектом Допплера частота света совпадает с частотой поглощающего перехода. Поэтому две световые волны в общем случае поглощаются разными молекулами.
Когда обе волны поглощаются одними и теми же молекулами, они просветляют среду друг для друга. Просветление вызвано- тем, что поглощение одной из волн уменьшает разность заселенностой уровней энергии, а поглощение второй волны пропорционально этой разности. В результате, для любой из двух световых волн зависимость мощности волны, прошедшей среду, от частоты содержит узкий пик просветления среды - резонанс насыщения поглощения.
В традиционном варианте метода насыщения поглощения - методе встречных световых волн каждому поглощающему переходу среды соответствует свой резонанс. Ширина этих нелинейных резонансов определяется однородной шириной перехода и может быть на несколько порядков меньше допплеровской ширины линии. То есть метод встречных волн позволяет получать спектры атомов и молекул с разрешением многократно превышающем допплеровский предел.
Сверхвысокое разрешение метода позволяет исследовать тонкие детали структуры спектров многоатомных молекул. Получение надежной и обильной информации о структуре спектра актуально прежде всего потому,что на ее основе могут быть сформулированы наиболее достоверные суждения о структуре и свойствах молекул.
Выбор четырехфтористого кремния в качестве объекта исследования вызван тем, что в полосу поглощения v3 молекулы SIF^ попадает ряд линий генерации С02-лазера, относящихся к полосе 001 -- 020 (9.4 мкм).Кроме того, молекула Sl?4 имеет высокую симметрию ( шаровой волчок, группа симметрии Td), что облегчает интерпретацию ее спектра и также стимулирует интерес к ее изучению.
-4-Цель настоящей работы - регистрация спектра насыщенного поглощения SIF^ с возможно большими чувствительностью, разрешением и точностью; анализ спектра с целью выявления особенностей, характерных для высокой симметрии молекулы; разработка и опробование экспериментальных методик, позволяющих получить дополнительную информацию, облегчающую интерпретацию спектров насыщенного поглощения (температурные исследования, регистрация спектров насыщенного поглощения попутных волн ).
Метод исследования. Общим методом исследования является ла-зерноспектрометрический метод насыщения поглощения, позволяющий исследовать структуру спектра -с разрешением, не лимитированным допплеровским уширением.
Научная новизна и практическая ценность полученных результатов.
-
Получен спектр насыщенного поглощения встречных световых волн в Sl?4 в области частот генерации С0?-лазера низкого давления на линиях Р(28) - Р(40) полосы 9.4 мкм. Достигнуто отношение амплитуда / шум резонаноов до 5000 при спектральном разрешении 150 кГц.
-
Впервые в спектроскопии насыщения поглощения проведено ис-слодовавние температурной зависимости амплитуд резонансов.По результатам эксперимента определены анергии нижних уровней и возможные значения квантовых чисел семи поглощающих переходов.
-
В спектре SIP^ обнаружен ряд новых мультиплетов супертонкой структуры. Впервые для молекулы SIP^ обнаружены сателлиты мультиплетов. Предложены возможные механизмы образования сателлитов ( многофотонные переходы, неупругие столкновения молекул, перекрестные резонанси с запрещенными переходами).
-
Впервые для молекулы S1F4 получены резонанси насыщения поглощения попутных световых волн. Каждый резонанс соответствует паре поглощающих переходов либо о общим уровнем энергии, либо с уровнями, связанными неупругими столкновениями молекул. По результатам эксперимента определены "связанные" поглощающие переходы спектра сверхвысокого разрешения SiT4.
Апробация результатов и публикации. Основные результаты лис-
-5-сертации опубликованы в трех научных статьях 12-4].
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и одного приложения, содержит ИЗ стр. машинописного текста, II рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 56 наименований.
