Синхронизация лазерного и импульсного

Эксперименты на пикосекундной временной шкале и более короткой требуют других подходов. Световая вспышка, вызывающая возбуждение или фотолиз молекул исследуемого вещества, генерируется лазером с пассивной синхронизацией мод, оснащенным системой выделения одиночного импульса из цуга. Хотя пикосекундная импульсная спектроскопия опирается на методику двух вспышек — возбуждающей и зондирую -щей,— импульс зондирующего света обычно получается за счет преобразования части света возбуждающей вспышки, а необходимая короткая временная задержка легко достигается благодаря конечной скорости света. Зондирующий световой пучок направляется по варьируемому более длинному оптическому пути. Для абсорбционных экспериментов спектр этого излучения может быть уширен (например, ССЬ преобразует малую часть излучения лазера на неодимовом стекле с длиной волны 1060 нм в излучение в широком спектральном диапазоне). Для других диагностических методик, например КАСКР, это излучение может быть преобразовано в излучение другой частоты. Существует также ряд специализированных методик для изучения испускания света в пикосекундном диапазоне. Одна из них связана с электронным вариантом стрик-камеры. Для регистрации временной зависимости интенсивности сфокусированного пучка или светового пятна в механическом варианте стрик-камеры используется быстро движущаяся фотопленка. В электронном варианте изображение вначале попадает на фотокатод специального фотоумножителя типа передающей телевизионной трубки. Под действием линейно изменяющегося напряжения, прилагаемого к пластинам внутри трубки, образующиеся фотоэлектроны отклоняются тем сильнее, чем позже они вылетели из фотокатода. Для регистрации мест попадания отклоненных электронов может использоваться фосфоресцирующий экран с относительно длинным послесвечением, изображение на котором фотографируется или преобразуется с помощью электроники для последующего анализа. Этот метод носит название электронно-оптической хроноскопии. В альтернативном методе для изучения флуоресценции с пикосекундным временным разрешением Используется затвор, основанный на эффекте Керра (вращение плоскости поляризации света в электрическом поле), индуцируемом открывающим лазерным импульсом. В еще одном методе (флуоресцентная корреляционная спектроскопия) часть света возбуждающего импульса проходит через оптическую линию задержки и смешивается с испускаемой флуоресценцией в нелинейном кристалле (см. конец разд. 7.2.3), давая на выходе [c.203]

Как и в случае рубинового лазера, активная среда лазера имеет форму цилиндрического стержня и возбуждается с помощью оптической накачки. Лазер на Nd YAG может работать как в импульсном режиме (источник возбуждения — ксе-ноновая импульсная лампа), так и в режиме непрерывной генерации (с криптоновыми или вольфрамовыми лампами накачки). Лазер на стекле, легированном неодимом, вследствие плохой теплопроводности стекла может работать только в импульсном режиме. Важным свойством этого лазера является очень большая ширина полосы лазерного перехода (30—40 нм), обусловленная неоднородностью кристаллического поля в стекле. Так как ширина полосы генерации может достигать 10 нм, в режиме синхронизации мод можно получать импульсы очень малой длительности. Конечно, если бы все моды в пределах полосы шириной 10 нм были бы синхронны по фазе, то можно было бы получить и.мнульсы длительностью 10 с. Однако на практике самые короткие импульсы имеют длительность 10 с. Благодаря относительно невысокой стоимости стеклянных стержней, легированных неодимом, лазер такого типа часто используется для получения мощных импульсов большой энергии. С помощью легированного неодимом лазерного генератора на стекле, работающего в режиме синхронизации мод и имеющего несколько каскадов усиления из такого же активного материала, были получены импульсы длительностью 10 с с пиковой мощностью одиночного импульса 10 Вт. [c.43]

Наилучшими источниками коротких мощных импульсов света являются лазеры. В настоящее время разработано и выпускается промышленностью большое количество импульсных лазеров различных типов. Лазеры, работающие в режиме модулированной добротности, дают импульсы длительностью 10 —10 с, а ]В режиме синхронизации мод — до 10 2 с (см. таблицу). Возможность использования умножения частот ((при прохождении лазерного импульса через некоторые сильно поляризующиеся кристаллы возникает излучение с частотой 2v, Зv или 4v) и лазеров на красителях позволяет получать лазерные импульсы любой необходимой длины волны в диапазоне 250—1300 нм. К недостаткам лазеров следует отнести то, что в результате большой мощности импульсов в образцах могут возникать специфические лазерные эффекты (эффекты, связанные с большой локальной концентрацией возбужденных молекул и их взаимодействием между собой и нелинейные эффекты), и кроме того, в фотохимически активных системах происходит быстрый фотолиз вещества. Характеристики некоторых импульсных лазеров приведены в таблице на с. 209. [c.210]

Наилучшая чувствительность аналитических измерений достигается при перекачивании значительной части полной насе-ленности в возбужденное состояние. Данное условие реализуется очень кратковременно после включения лазерного импульса на временной шкале этот промежуток очень мал по сравнению со средними временами между актами столкновений и спонтанного испускания, вызывающими частичную заселенность других энергетических уровней за счет первоначально накачанного уровня. Если лазерный импульс достаточно длинный, то все энергетические уровни в системе достигнут стационарного состояния, в котором значительная часть атомов может оказаться не на том энергетическом уровне, на который первоначально производилась накачка. Следовательно, для реализации аналитических преимуществ линий поглощения с селективно возбужденных энергетических уровней лучше всего использовать импульсные лазерные системы, включая непрерывные лазеры с синхронизацией мод, а не лазеры с перекрытыми модами. [c.183]

С учетом указанных требований нами изготовлена установка для локального атомно-абсорбционного спектрального анализа (ААСА). Испарение пробы производилось лазерным атомизатором на основе генератора ЛТИПЧ-8 (длина.волны генерации 1,05 мкм). Лазер работал в моноимпульсном режиме. Излучение лазера фокусировалось на поверхность образца флюоритовой линзой с фокусным расстоянием 30 мм. В результате единичного лазерного импульса на поверхности твердых материалов возникала лунка диаметром 100— 300 и глубиной 2—8 мкм. Лампа накачки лазера питалась от емкостного накопителя (50 мкФ, 2 кВ). С помощью генератора импульсных сигналов Г5-7А осуществлялась синхронизация срабатывания за- [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология