ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы нелинейной спектроскопии из "Химическая кинетика" Мы рассмотрели методы, которые используют одну падающую волну и основаны на процессах, вероятность которых пропорциональна напряженности падающей электромагнитной волны. Однако рассмотренные ранее процессы поглощения, флуоресценции и рассеяния могут происходить, когда в этих процессах одновременно участвуют сразу несколько фотонов из падающих на среду электромагнитных волн. Эти фотоны могут быть как из одного светового пучка, так и из нескольких пучков от одного или нескольких лазеров. Если падающие фотоны находятся в резонансе с уровнями энергии молекулярной системы, то такой процесс можно рассматривать как последовательность однофотонных процессов. Такие процессы называются ступенчатыми, или каскадными. Под нелинейным многофотонным процессом понимают процесс, в котором первичный акт является виртуальным, т. е. резонанс между энергией фотона и уровнями молекулярной системы отсутствует. Методы, основанные на таких процессах, называются методами нелинейной спектроскопии. Эти методы позволили развить новые принципы детектирования частиц. Для газовой кинетики наибольший интерес представляют многофотонное поглощение и нелинейное рассеяние света. [c.124] Вероятность двухфотонного перехода пропорциональна произведению интенсивностей /j и /2. В случае одного лазерного пучка это произведение нужно заменить на /2. Чтобы вероятность перехода была ощутимой, нужны большие пиковые мощности. Поэтому обычно для двухфотонных процессов используют импульсные лазеры, в которых достигается высокая пиковая мощность. [c.125] Таким образом, многофотонная спектроскопия поглощения дополняет однофотонную спектроскопию и позволяет наблюдать переходы между состояниями с одинаковой четностью, которые запрещены для однофотонных переходов образовывать высоковозбужденные состояния молекул с использованием видимого диапазона частот осуществлять спектрально более разрещенную внутридоплеровскую спектроскопию осуществлять многофотонную ионизацию, которая используется в масс-спектроскопических и других ионизационных методах регистрации активных частиц. [c.125] Для этих процессов должны выполняться законы сохранения энергии и импульса. Поскольку импульс молекул при столкновении с фотонами практически не меняется, должен выполняться закон сохранения импульсов для фотонов. Импульс фотона пропорционален волновому вектору. Поэтому закон сохранения импульса представляют как равенство нулю векторной суммы волновых векторов, участвующих в нелинейном процессе фотонов. Этот закон в оптике называют условием фазового синхронизма. [c.125] Для получения достаточно интенсивного излучения на частоте Уа необходимо, чтобы волновые векторы световых лучей с частотами у, и У2 отвечали условию фазового синхронизма. Для газов это условие выполняется, если волновые векторы коллинеарны. Однако такая конфигурация снижает пространственное разрешение метода. Сушествуют приемы, позво-ляюшие получить в этом методе высокую чувствительность наряду с хорошим пространственным разрешением. Наиболее часто в методе КАРС используют вторую гармонику лазера на Н(1 ИАГ (частота у,) и перестраиваемый лазер на растворах красителей (частота У2). В методе КАРС уровень сигнала превосходит уровень спонтанного комбинационного рассеяния в Ю - 10 раз. Характеристики метода указаны в та 1. 5.2. [c.126] Вернуться к основной статье