Дослідження парних зв’язаних станів атома самарію методом трифотонної резонансно-іонізаційної спектроскопії. Особливості трифотонної іонізації атома самарію поляризованим лазерним випромінюванням, що визначаються своєрідністю його електронних станів.
Аннотация к работе
Міністерство освіти та науки України АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукВиявлено, що процес утворення іонів Sm має яскраво виражений резонансний характер, зумовлений одно-та двофотонним збудженням звязаних станів. Встановлено, що ймовірність двофотонного збудження рівнів при трифотонній іонізації атома самарію суттєво залежить від початкового рівня, з якого відбувається перехід. Зясовано, що основні особливості трифотонної іонізації атома самарію визначаються своєрідністю спектра його електронних станів: мультиплетною структурою основного та збуджених термів, надзвичайно високою щільністю збуджених рівнів та реалізацією багатофотонних переходів з різних рівнів основного терму. It has been found that formation of Sm ions has distinctly resonance character due to one-photon and two-photon excitation of bound states. It has been found that the probability of two-photon excitation of levels under three-photon ionization of samarium atom strongly depends on the initial level from which the transition occurs.Крім того, резонансний процес БФІ є зручним методом дослідження речовини, що дає можливість одержувати нову спектроскопічну інформацію про атомні та молекулярні рівні, яка була недоступна долазерній спектроскопії. Накопичений експериментальний матеріал про БФІ цих груп атомів свідчить про те, що основні закономірності й особливості процесу іонізації зумовлені переважно своєрідністю спектрів енергетичних станів обєктів досліджень. Сукупність усіх експериментальних результатів, одержаних для цього атома, свідчіть про те, що наявність 4f - оболонки суттєво впливає на процес його взаємодії з лазерним випромінюванням. Такі дослідження дозволять суттєво доповнити картину взаємодії багатоелектронних атомів, зокрема рідкісноземельних, із лазерним випромінюванням; виявити специфічні риси перебігу цього процесу, зумовлені своєрідністю електронної будови атома самарію; одержати нові дані про спектр звязаних та автоіонізаційних рівнів атома Sm, які на сьогодні є далеко не повними. Для досягнення поставленої мети необхідно було: вдосконалити експериментальну апаратуру та методику дослідження процесу багатофотонної іонізації атомів з метою підвищення точності абсолютного калібрування частоти перестроюваного барвникового лазера FL2001; дослідити залежності ефективності трифотонної іонізації атома самарію від частоти лазерного випромінювання при різних значеннях величини напруженості поля в області взаємодії; дослідити залежності ефективності трифотонної іонізації атома самарію від інтенсивності лазерного випромінювання; розробити методику ідентифікації резонансної структури, визначення енергій Е і повних моментів J збуджених станів при трифотонній іонізації атома самарію та застосувати цю методику для інтерпретації одержаних результатів.У першому розділі розглянуто основні положення та загальну характеристику процесу багатофотонної іонізації і зроблено огляд робіт з багатофотонної іонізації атомів. Узагальнення одержаних для цих атомів результатів свідчить про те, що основні закономірності та особливості процесу багатофотонної іонізації визначаються складністю будови електронних оболонок обєктів досліджень. Саме наявність таких станів, які суттєво впливають на віртуальні переходи електронів по спектру енергетичних рівнів, і ускладнює процес взаємодії лазерного випромінювання з цими атомами. Це не дозволяє робити узагальнюючі висновки відносно процесу багатофотонної іонізації у цих випадках, тому дослідження цього процесу для таких атомів становить очевидний науковий інтерес. Одержані для нього результати свідчать про те, що наявність f - оболонки в атома Yb суттєво впливає на перебіг його взаємодії з лазерним випромінюванням.Найбільш повні дані стосуються тільки низьколежачих рівнів (як парних, так і непарних) атома самарію, розташованих в області енергій до 30000 см-1 [3], для яких відомі енергії, повні моменти, електронні конфігурації й терми, а у випадку непарних станів ще й часи життя, сили осциляторів, тензорні поляризованості та абсолютні значення ймовірностей відповідних електронних переходів. Це дозволяє здійснювати ідентифікацію резонансних максимумів відповідними переходами 7fjo ® Е(J), визначати енергії Е і повні моменти J збуджених станів шляхом спостереження груп максимумів, які відповідають переходам з різних початкових рівнів 7fjo на той самий збуджений Е(J). Можлива причина відсутності в залежності А (w) максимумів, які відповідають іншим однофотонним переходам, може бути зумовлена малою ймовірністю таких переходів, низькою заселеністю початкових рівнів, а також "замазуванням" більш інтенсивними двофотонними максимумами за рахунок високої щільності резонансної структури. Так, деякі максимуми, зумовлені однофотонними переходами, достатньо чітко проявлялися при малих значеннях напруженості, у той час як зростання величини e призводило до їх зникнення.