Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
Хорошо разработан метод создания несамостоятельного разряда с использованием пучка электронов высокой эиергии. Электронные пучки применяются также, наряду с импульсными лампами, для инициации химических реакций. При химическом возбуждении инверсия населенностей создается в результате химических реакций, при которых образуются возбужденные атомы, радикалы, молекулы. К химическим можно отнести и лазеры, инверсия населенностей в которых достигается с помощью фотодиссоциации Как правило, это быстропроте-кающие реакции, инициируемые импульсной световой вспышкой.
Газодинамический метод получения инверсии основан на возможности получения потоков газов с быстро изменяющимися термодинамическими параметрами. Тепловая энергия нагретого газа при быстром охлаждении, например при протекании со сверхзвуковой скоростью через сопло, непосредственно преобразуется в таких системах в энергию электромагнитного моноэнергетического излучения.
При электронно-лучевом возбуждении газовых сред происходит ионизация газа электронами высокой энергии (0,3—3 МэВ). При этом энергия быстрых электронов первичного пучка каскадным образом преобразуется в энергию большого числа медленных электронов. Возбуждение верхних лазерных уровней осуществляется именно этими электронами низкой энергии.
Оптическая накачка для газовых активных сред эффективна, если источник накачки достаточно моноэнер-гетичен, поскольку резонансные линии поглощения газов узки. Обычно используются лазерные источники накачки.
Для газов характерна передача эиергии возбуждения от частиц одного сорта частицам другого сорта при р.еупругих столкновениях между ними. Такая передача тем более эффективна, чем более точно совпадают уровни энергии сталкивающихся частиц.
В табл. 34.1 представлены вещества, на которых
895 получено стимулированное излучение. В табл. 34.2 приведены длины волн генерации. Порядок расположения веществ соответствует табл. 34.1. Сильные линии помечены жирным шрифтом. Длины волн в вакууме и воздухе обозначены Явак и Лвозд.
Для обозначения линий ионизованных атомов используются римские цифры, которые ставятся перед длиной волны перехода. Таким образом, II, III, IV обозначают одно-, двух-, трехкратноионизованный атом.
В табл. 34.2 используется стандартная система обозначений молекулярной спектроскопии. Колебательно-вращательная полоса — совокупность переходов из верхнего колебательного СОСТОЯНИЯ (fl, V2, .-., 1>я)всрх на
ПИЖНЄЄ (ol, V2, ..., 0«)иижн, где Ol, V2, ...,Vn-КВЭНТОВЫе
числа для п нормальных колебаний молекулы. Кванто вые числа fi, V2, vs для трехатомной молекулы относят ся соответственно к симметричному валентному, дефор мацнонному и асимметричному валентному колебаниям Чисто вращательные переходы — переходы между уровнями одного и того же электронного и колебательного состояния, различающиеся вращательным квантовым числом.
Более подробно информацию о газовых лазерах можно найти в fl, 2, 5, 6].
Таблица 34.1. Активные среды газовых лазеров (последовательность расположения в гл. 34 справочника)
Нейтральные и ионизованные атомы
Продолжение табл. 33.20 ЙМ-б = 2t0 (iWc) si" (0/2) ¦
Не Ag In О
Ne Au Tl S
Ar Be С Se
Kr Mg Si Те
Xe Ca Ge F
Fe Sr Sn Cl
Ni Ba Pb Br
H Zn N I
Na Cd P Mn
К Ss As Sm
Rb Sb Eu
Cs Al Bi Tm
Cu Ga Двухатомны и е молекулы Yb
Xe2 XeF І Bi, HCl
Ar2 XeO S2" DCl
Kr2 KrO Te2 HBr
ArF HgBr F2 DBr
ArCl HgCl Br2 NO
KrBr H2 Cl2 CN
KrCl D2 I2 ОН
KrF HD ClF DD
XeBr Na2 HF СО
XeCI N2 DF
Многоатомные молекулы
Xe2Cl OCS ICN H2S
Xe2Br CH2 NH, D2S
Kr2F CS, HCN NF2 BF2
O3 FNO BCl3
CO2 DCN ClNO SFs
NO2 HNC BrNO NH3
C2O FCN H2O PH3
N2O ClCN D9O NOCl
S2O BrCN SO2
CF4 і CH2Cl2 I I CH3ClH C2H3Cl
CF3Br CH3F CH3NH, C2HsBr
CF3I CH3Cl CH2CF2" C2H3CN
C2H2 I CH3Br , С2Н4[ОН]2 CH3OCHa
C2H4 CH3I I і CH3CH2F C3H2O
H2CO CH3OH I , CH3CHF ClO2
[H2COJ3 CH3CN CH3CF3 HCCF
HCOOH I CH3Ne C2H6Cl FCN
CH2F2 C2H5OH
іблица 34.2. Лазерные переходы в нейтральных и ионизованных атомах, в двухатомных и многоатомных молекулах
Активная среда Не. Условия возбуждения; импульсный
и непрерывный разряд в Не при P = 30+100 Па; импульсный разряд в смеси Не (1,5—2кПа) и H2 (400 Па)
0,706517 0,706521 1,8685 1,9543
возд* miv(v
2,05813 2,0603 4,60535 4,60567
8,53 95,763 216,12
Рис. 34.1. Схема основных групп лазерных переходов в Ne [7]
896 Продолжение табл. 34.2
Активная среда Ne [4] (рис. 34.1). Условия возбуждения: ионные переходы возбуждаются в импульсном разряде при плотности тока около 1 кА /сма и P = 0,1 + 1 Па; большинство атомных переходов возбуждается в смеси Ne (1 — 10 Па) и Не (70 Па); многие переходы возбуждаются в чистом Ne
Продолжение табл. 34.2
IV 0,2018424 1,2460 1,2689 1 3,5835
IV 0,2022186 3,6515
IV 0,2065304 1,2887 3,7736
III 0,2177705 1,2912 3,9806
III 0,2180858 1,4276 4,2171
V 0,22657 1,4304 5,1696
IV 0,2285793 1,4321 5,3243
IV 0,2357980 1,4330 5,3249
IV 0,2373200 1,4346 1,4368 5,4033
III 0,2473398 5,405
III 0,2609982 1,484450 5,6652
III 0,26134 1,486926 5,7053
