Спектральні ефекти при взаємодії випромінювання неперервного лазера на барвниках з атомами і молекулами - Автореферат

Спектральні ефекти при взаємодії випромінювання неперервного лазера на барвниках з атомами і молекуламиОдним із них було питання про фізичні механізми явища конденсації спектра випромінювання, яке спостерігається в широкосмугових лазерах, у тому числі в лазерах на барвниках, в резонаторі яких міститься газ, що має сильні лінії поглинання. § Становило інтерес дослідження нових схем лазерів на барвниках, (насамперед, лазера з резонатором з інтерференційно-замкненим виходом), у яких ефект захоплення частоти є більш контрольованим, що істотно полегшує привязку частоти випромінювання широкосмугового лазера до природних реперів. Робота виконувалась в лабораторії лазерної спектроскопії відділу фотоактивності Інституту фізики НАН України в рамках наукових тем НАН України “Фізика когерентних лазерних джерел та квантові ефекти у взаємодії атомів та молекул з лазерним світлом”, № держреєстрації 0104U000684; “Когерентні та нелінійні ефекти у взаємодії вільних атомів та молекул з лазерними полями та розробка на їх основі методів керування станом квантових систем”, № держреєстрації 0101U000355; “Динаміка когерентного лазерного збудження атомів і молекул та фізика високостабільних лазерів”, № держреєстрації 0198U016823; “Нелінійні ефекти у взаємодії лазерного випромінювання з атомами та молекулами та фізика вузьких оптичних резонансів”, № держреєстрації 0195U016823, “Лазерна спектроскопія на основі вузьких оптичних резонансів і фізика стабілізованих лазерів”, № держреєстрації 01910008609; “Дослідження резонансних явищ у лазерах і їхнє використання в лазерній спектроскопії, оптичних стандартах частоти і гіроскопії”, № держреєстрації 01860042914; проекту Міністерства освіти і науки України “Розробка технології виготовлення пасивних газонаповнених елементів високостабільних лазерних систем, методів і засобів контролеві їх якості” №8/87-2001. Метою роботи було дослідження спектральних ефектів при взаємодії випромінювання неперервного лазера на барвнику з атомами і молекулами, а саме, ефекту якісного перестроювання спектра випромінювання лазера на барвнику при спектральному настроюванні резонатора в область сильної лінії внутрішньорезонаторного атомного поглинання; розвиток методу флуоресцентної лазерної спектроскопії з використанням лазера на барвнику з вузьким спектром і його використання для прецизійних вимірів. Наукова новизна роботи полягає в тому, що в ній вперше: З використанням оригінальної методики, розробленої для вимірювання величини селективного за частотою зменшення втрат або додаткового підсилення в резонаторі широкосмугового лазера, експериментально встановлено, що в неперервному лазері на барвнику з внутрішньорезонаторним поглинаючим середовищем величина селективного зменшення втрат поблизу лінії поглинання через вплив лінзоподібних властивостей поглинаючого газу на дифракційні втрати в резонаторі забезпечує можливість захоплення частоти випромінювання лазера.Розроблено оригінальну методику вимірювання величини селективного за частотою зменшення втрат чи додаткового підсилення в резонаторі широкосмугового лазера. У неперервному лазері на барвнику з внутрішньорезонаторним поглинанням експериментально знайдено величину селективного зменшення втрат в околі лінії поглинання внаслідок впливу лінзоподібних властивостей поглинаючого середовища на дифракційні втрати в резонаторі, яка склала 0,1-0,02%. Показано, що таке зменшення забезпечує можливість захоплення частоти випромінювання лазера. Показано, що в неперервному лазері на барвнику, резонатор якого має інтерференційно-замкнений вихід, частотно-залежні лінзоподібні властивості внутрішньорезонаторного газу в околі сильних ліній поглинання призводять до резонансного зменшення втрат через інтерференційно-замкнений вихід. На підставі досліджень спектра збудження флуоресценції молекулярного йоду 127I129I і 127I2 вивчено селективність лазерно-флуоресцентної методики реєстрації 129I і здійснено компютерний вибір ліній поглинання 127I129I, що забезпечують максимальне відношення інтенсивності флуоресценції 127I129I до інтенсивності фонової флуоресценції 127I2.