7-форбалон.

Метод резонансной флуоресценции.

Основным инструментом лазерной спектроскопии является лазер с перестраивающейся частотой, в частности, лазеры на основе органических красителей. В настоящее время благодаря использованию большого числа органических красителей (несколько сотен) с помощью таких лазеров удается генерировать излучение с любой длины волны от 0.34 до 1.2 мкм.

Удваивая частоту генерации на кристаллах КДР можно получить перестраиваемое излучение в УФ -области спектра.

Сейчас разработано много методов лазерной спектроскопии. Это – абсорбционный, оптико-акустический, метод комбинационного рассеивания. Остановимся на двух наиболее перспективных для исследования пламен: методе резонансной флуоресценции и внутрирезонансной лазерной спектроскопии. Флуоресцентный метод основан на регистрации флуоресценции, возникающей при поглощении веществом энергии лазерного пучка. Метод регистрирует квантовые переходы атомов, молекул, сопровождающиеся распадом частиц в возбужденных состояниях.

1- зеркала;

2- УФ- фильтр;

3- КДР- кристалл для удвоения частоты;

4- полупрозрачное зеркало;

5- импульсная лампа;

6- кювета с красителем;

7- эталоны Фабри-Перо;

8- зеркало;

9- реакционный сосуд;

10-ФЭУ;

11-монохроматор;

12-осциллограф.

Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия.

Весьма эффективен лазерный метод высокочувствительного обнаружения слабых линий поглощения, основанный на помещении внутрь резонатора многоходового лазера с широкой полосой поглощения среды со слабым поглощением внутри полосы усиления лазера. Этот метод был продемонстрирован в экспериментах с импульсным лазером на неодимовом стекле, взятом для возбуждении флуоресценции на красителе. Когда ячейка помещена внутрь резонатора, слабое поглощение на отдельных частотах приводит к перераспределению интенсивности излучения в различных модах. Моды, попавшие внутрь слабых линий поглощения, подавляются, т.е. происходит селективное их тушение. Это приводит к резким провалам в спектре излучения лазера, которых нетрудно обнаружить с помощью обычного спектрографа.

Схема установки внутрирезонаторной спектроскопии:

1- резонатор лазера на красителях;

2- кювета с красителем;

3- поглощаемый слой;

4- поворотное зеркало;

5- спектрограф.

Высокая чувствительность метода внутрирезонаторного поглощения сравнительно с методом измерения однопроходного поглощения вне резонатора достигается за счет многократного прохождения излучения за время генерации через поглощенную среду. Эффективная длина пути в поглощающем веществе определяется произведением скорости света на время генерации лазера и достигает 30 нм. Например, при возбуждении молекул красителя с помощью лазера на неодимовом стекле (τ=10^-3 с), удается обнаружить чрезвычайно слабые линии поглощения молекул (NH₃ , HN₃ , CO₂ , C₂ H₂ и т.д.) обусловленные колебательно-вращательными переходами в области 9380 - 9480 см^-1 с коэффициентом поглощения 10^-7 . Следует отметить, что метод внутрирезонаторного поглощения обладает очень высоким временным разрешением – менее 10^-6 , что делает его очень перспективным для регистрации короткоживущих продуктов химических реакций радикалов и нестабильных молекул.

Лазерный магнитный резонанс (ЛМР).

Схема лазерного спектрометра магнитного резонанса с внутренним поглощением:

1- магнит;

2- модуляционные катушки;

3- прерыватель;

4- диэлектрический расщепит ель;