Введение к работе
Актуальность темы. Газовая кинетика в поле лазерного излучения является сравнительно новой областью физики, возникшей на стыке двух дисциплин - нелинейной спектроскопии и кинетической теории газов. Одними из наиболее важных и перспективных для исследований являются эффекта светоиндуцированного тока (СИТ) и светоиндуцирован-ного дрейфа (СИД), поскольку с их помощью можно, в частности, измерять такие газокинетические коэффициенты, как сечения ионизации и транспортные частоты столкновений.
Целями работы являлись регистрация эффекта светоиндуцированного тока (СИТ) в плазме СВЧ - разряда для газов Не и Н, а также в атомарных парах лития (в СВЧ - разряде Аг), исследование зависимости формы сигнала СИТ от отстройки излучения, величины амплитуды тока от поглощённой в единице объёма мощности излучения.и давления используемого газа, измерение таких газокинетических коэффициентов, как сечения ионизации и транспортные частоты столкновений, накопление изотопов лития в нагреваемом сапфировом капилляре, выяснение возможности применения СИД для концентрирования сверхмалых примесей.
К началу работ по теме диссертации СИТ был экспериментально исследован в нейтральном разреженном газе паров Na [9,10], в положительном столбе тлеющего разряда Н [13]. С помощью эффекта СИД было осуществлено накопление изотопов Na [11,12,17] и осуществлён режим оптического поршня в парах Na [22] и рубидия [20.21]. В условиях удалённых стенок ячейки было осуществлено разделение изотопов Li[\8].
Научная новизна.
-
Впервые зарегистрирован эффект СИТ в СВЧ - разряде для газов Не и Н, а также в парах лития в СВЧ - разряде Аг.
-
Получены зависимости формы сигнала СИТ от отстройки частоты излучения, амплитуды тока от поглощённой в среде мощности лазерного излучения и давления используемого газа.
-
Из экспериментальных данных извлечены сечения ионизации и транспортные частоты столкновений для возбуждённых состояний атомов.
-
Найдено отношение скорости СИД к коэффициенту диффузии Li в буферном газе Хе в условиях удалённых стенок ячейки.
-
Осуществлено эффективное накопление паров лития в нагреваемом сапфировом капилляре.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Эффект светоиндуцированного тока (СИТ) проявляется в условиях СВЧ - разряда в Не, Н и в парах Li в СВЧ - разряде Аг. Его природа существенно иная, нежели природа оптогальванического эффекта.
-
Форма сигнала тока является производной по отстройке излучения от формы линии поглощения. Амплитуда СИТ растёт линейно с ростом поглощённой в среде мощности излучения. Знак сигнала тока зависит от направления распространения излучения.
-
Измерение зависимости амплитуды тока, нормированной на поглощённую мощность (величина rf) позволяет сделать заключение о механизме ионизации для соответствующего элемента (Не, Н или Li). Из полученной зависимости т](р) можно получить значения сечений ионизации и транспортных частот столкновений для возбуждённых состояний.
-
В условиях удалённых стенок ячейки можно определить отношение скорости СИД к коэффициенту диффузии в соответствующем газе.
-
В нагреваемом сапфировом капилляре можно добиться длительного существования лития в атомарном состоянии, избавиться от адсорбции атомов лития на стенки капилляра и осуществлять их накопление.
Апробация работы.
Диссертация основана на материалах, опубликованных в 6 печатных работах и доложенных на Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (г. Санкт-Петербург, 1995 г.), Европейской конференции по квантовой электронике (г. Гамбург, 1996 г.), на конференциях и семинарах ИАиЭ СО РАН.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения, в котором кратко сформулированы общие выводы. Общий объём работы составляет^^страницу машинописного текста, включая5"рисунков и 2 приложения. Список цитируемой литературы составляет І^назва-ний.
Похожие диссертации на Применение эффектов светоиндуцированного тока и светоиндуцированного дрейфа для измерения газокинетических коэффициентов и концентрирования атомарных примесей
