Исследование выстраивания атомов и молекул методом оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Полищук Владимир Анатольевич

Исследование выстраивания атомов и молекул методом оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии.

Специальность 01.04.05 - оптика

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена на I кафедре общей физики Санкт-Петербургского государственного университета

Научные консультанты:

доктор физико-математических наук 11айка Мария Павловна.

доктор физико-математических наук Семенов Роберт Иванович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Котликов Евгений Николаевич

доктор физико-математических, наук, профессор Егоров Валентин Семенович

доктор физико-математических наук, профессор Шалагин Анатолий Михайлович.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский физико-технический

институт им. А.Ф.Иоффе.

Защита состоитюр^^ ^¿<^2005 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212. 232. 45 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском

государственном университете по адресу: 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб. дом 7/9, СПбГУ

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького СПбГУ Автореферат разослац^а^^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук 'с Ионих Ю.З.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Представленные в диссертации исследования посвящены изучению влияния выстраивания атомов и молекул на оптические характеристики среды при лазерном зондировании. Самовыстраивание, существующее в плазме, может быть обнаружено наложением на среду внешнего магнитного поля и проявляется в деполяризации резонансной флюоресценции. Влияние слабых магнитных полей на оптические характеристики плазмы (поглощение и преломление) связывается с интерференцией вырожденных атомных состояний. Актуальность темы диссертации.

Интерес к проблеме интерференции атомных состояний не утихает и объясняется развитием областей науки, имеющих дело с активными средами: физикой газовых лазеров, физикой низкотемпературной плазмы. Широкое использование газовых лазеров в приборах и устройствах повышенной точности, таких как лазерные гироскопы, эталоны времени и длины, лазерные дальномеры и т.п. настоятельно требуют учета влияния интерференции атомных состояний на их работу.

Обнаружение магнитогальванического эффекта в неоне, позволило связать электрические характеристики разряда с самовыстраиванием метастабильных состояний Был обнаружен новый механизм возникновения ориентации (макроскопического магнитного момента) в плазме низкого давления в слабом магнитном поле при анизотропных столкновениях.

Предложены и разработаны в настоящей работе прямые экспериментальные оптико-магнитные поляризационные методы лазерной спектроскопии для исследования интерференции вырожденных атомных состояний. Это позволило значительно продвинуться в понимании природы самовыстраивания в плазме газового разряда и способствовало изучению обсуждаемой проблемы другими исследователями.

Диссертация посвящена исследованию двух групп взаимосвязанных явлений:

1) проявлению выстраивания возбужденных состояний атомов в плазме и молекулах в оптических свойствах среды.

2) проявлению выстраивания возбужденных состояний атомов в электрических свойствах плазмы газового разряда.

Цель и задачи работы

• Цель работы состояла

• в создании экспериментальных методов для решения задач исследования выстраивания и его влияния на оптические характеристики плазмы газового разряда.

• в реализации этих методов в оригинальных экспериментальных установках для проведения соответствующих измерений.

• в экспериментальном подтверждении предсказаний теории, разработанной М. П. Чайкой, о влиянии скрытого выстраивания на форму контура спектральной линии.

в исследовании влияния слабого магнитного поля на оптические характеристики плазмы с использованием перестраиваемого одночастотного лазера на красителе.

в исследовании и построении модели обнаруженного нового явления: возникновение макроскопического магнитного момента в плазме низкого давления при анизотропных столкновениях в слабом магнитном поле.

в системном исследовании магнито-гальванического эффекта.

в применении лазерных поляризационных методов регистрации оптических характеристик газового разряда и молекулярных систем для измерения радиационного времени жизни атомных уровней и сечений деполяризующих столкновений. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи.

1. Созданы лазерные источники зондирующего излучения (Не-Ке лазер, лазер на красителе родами 6Ж, Аг+ лазер), перестраиваемые в широком диапазоне длин волн и имеющих долговременную нестабильность частоты излучения не хуже- 10"9.

2. Разработаны и реализованы методы контроля положения частоты излучения перестраиваемых лазеров внутри спектральной линии.

3. В прямом эксперименте измерено спектральное поведение скрытого выстраивания. Измерено влияние выстраивания на контур спектральной линии с помощью управляемого интерферометра Фабри-Перо.

4. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения дихроизма и двулучепреломления обусловленные выстраиванием в плазме газового разряда.

5. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения ориентации атомов в неоновой плазме.

6. Разработаны методы оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии для измерения времен жизни поглощающих состояний и сечений столкновений.

7. Сопоставлены результаты оптико-магнитных поляризационных измерений ширины метастабильных состояний Ые с поведением магнитогальванического эффекта в неоне.

8. Обнаружен эффект разрушения магнитогальванического сигнала под действием резонансного лазерного излучения

9. Реализован прямой эксперимент по наблюдению выстраивания основного состояния молекулы N02.

Научная новизна и практическая ценность работы состоит в том, что создана экспериментальная и методическая основа оптико-магнитной поляризационной лазерной спетроскопии для исследования проявленй интерференции вырожденных атомных состояний.

• Разработан оригинальный метод стабилизации и привязки длины волны излучения лазера на красителе с использованием фарадеевской ячейи.

• Разработана и применена конструкция пьезосканируемого и пьезоюстируемого интерферометра Фабри-Перо с плоскими зеркалами для измерения формы спектральной линии. Техническое решение обеспечило высокую резкость и малый дрейф аппаратного контура интерферометра.

• Впервые экспериментально подтверждено предсказанное теорией поведение скрытого выстраивания внутри контура спектральной линии. Показано, что знак сигнала скрытого выстраивания имеет разный знак в центре линии поглощения и на ее крыле.

• Впервые обнаружено влияние магнитного поля на форму контура линии флуоресценции, возбужденной светом линейной поляризации от лазерного источника. Причиной является разрушение магнитным полем скрытого выстраивания поглощающего состояния.

• Впервые обнаружено явление ориентации в Ые и Не. Предложена физическая и математическая модель образования ориентации, позволившая провести расчет формы сигнала и предсказывающая частотное поведение поглощения и преломления.

• Исследовано поведение дихроизма от частоты зондирующего лазерного излучения в пределах линии поглощения. Обнаружены узкие оптико-магнитные резонансы, связанные с выстраиванием состояния неона.

• Впервые измерено время когерентности метастабильного состояния неона по оптико-магнитным сигналам дихроизма и методом спектроскопии нелинейного фарадеевского вращения.

• Обнаружено резонансное изменение проводимости газового разряда в слабом магнитном поле (магнитогальванический эффект) и предложена модель этого явления. Показано что, магнитогальванический эффект зависит от выстраивания метастабильного состояния ls5■

Практическая ценность работы состоит в обнаружении и объяснении новых явлений в плазме газового разряда. Существование самовыстраивания возбужденных атомов, влияет на оптические свойства плазмы (коэффициенты поглощения и преломления). И, помимо академического, представляют интерес для отраслей науки и техники, имеющих дело с активными средами: физикой газовых лазеров, физикой низкотемпературной плазмы.

• Полученные результаты позволяют продвинуться в понимании влияния на спектроскопические характеристики плазмы газового разряда (поглощение, дихроизм, двулучепреломление, резонансная флуоресценция) слабых магнитных полей.

• Позволяют оптимизировать работу газовых лазеров в системах повышенной точности, где требуется учитывать влияние земного магнитного поля.

• Предложенные в работе методы могут быть использованы при исследовании других сред. Представленные в диссертации результаты получены впервые. Результаты работы

использованы в экспериментальных и теоретических исследованиях отечественных коллег по лазерной спектроскопии, физике лазеров. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Разработаны и созданы лазерные источники зондирующего излучения (He-Ne лазер, лазер на красителе родами 6Ж, Аг+ лазер), перестраиваемые в широком диапазоне длин волн и имеющих долговременную нестабильность частоты излучения не хуже чем 10"9.

2. Реализованы методы контроля положения частоты излучения перестраиваемых лазеров внутри спектральной линии.

3. В прямом эксперименте измерено влияния выстраивания на контур спектральной линии с использованием управляемого интерферометра Фабри-Перо. Показано полное согласие с теорией, разработанной М.П.Чайкой.

4. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения дихроизма и двулучепреломления обусловленные выстраиванием резонансного Isj состояния и метастабильного ls¡ состояния в плазме газового разряда в неоне.

5. Обнаружено новое явление самоориентации атомов в плазме газового разряда. Предложена модель явления, подтвержденная экспериментом.

6. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения ориентации атомов в неоновой и гелиевой плазме.

7. Разработаны методы оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии для измерения времен жизни поглощающих состояний и сечений столкновений в Ne.

8. Сопоставлены результаты оптико-магнитных поляризационных измерений ширины метастабилъных состояний ls¡ и 2s¡ с поведением магнитогальванического эффекта в неоне.

9. Обнаружен эффект разрушения магнитогальванического сигнала под действием резонансного лазерного излучения.

10. Реализован прямой эксперимент по наблюдению выстраивания основного состояния молекулы NO2.

Апробация работы.

Результаты вошедших в диссертацию исследований были представлены на следующих

конференциях:

• IX Всесоюзная конфереренция по физике электронных и атомных столкновений 1984 г.Рига

• 2-е Всесоюзное совещание по квантовой метрологии и фундаментальным физическим константам 1985. Ленинград.

• XI Национальной конференции по атомной спектроскопии с международным участием 1986 г.Варна.НРБ

• Всесоюзная конференция "Оптическая ориентация атомов и молекул" ВСОАМ 1989

• 2-я Национальная конференция "Лазеры и их применение" Болгария, Пловдив. 1988.

• 22 EGAS 1990,Uppsala Sweden, 23rd EGAS.Torun 1991, 25thEGAS 1993, Caen Franse 32 EGAS Vilnus 4-7 July 2000., 34 EGAS Sofía 9-12 July2002. 37 EGAS Dublin 2005 9-12 July 2005.

• XX Всесоюзный съезд по спектроскопии. Тезисы док.Киев, 1988

• X Международная Вавиловская конференция по нелинейной оптике 1990г.

• VI European Conference on Atomic and Molecular Physics.Riga 1992

• XXII съезд по спектроскопии 2001 г

• Международная конференция "Лазерная физика и применение лазеров" 14-15 Мая, 2003.Минск Беларусь.

• 13 International school on quantum electronics. Laser physics and application 20-24 Sep.(2004) Bulgaria, Burgas.

• 8-th EPS Conference on Atomic and Molecular Physics, 6-10 July 2004,Rennes, France.

• ICONO/LAT 2005 International Conference on Coherent and Nonlinear Opt May 11-15, St.Peterburg, Russia.

• 14-th Int.Summer School VEIT 12-16 September Sunny Beach Bulgaria, 2005

Публикации и личный вклад.

Теме диссертации посвящено 32 публикаций; основное ее содержание изложено в работах

приведенных в конце автореферата. В диссертацию включены данные самостоятельных исследований автора, из совместных работ - результаты, полученные под его научным руководством, и при непосредственном участии. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из 9 глав и заключения. Она изложена на 220 странице, включая 209 страниц текста, 85 рисунка, 9 таблиц и список литературы из 133 наименований

В главе 1 обосновывается актуальность темы исследования и место оптико-магнитных методов в исследовании интерференции вырожденных атомных состояний. В ней сформулированы цель работы и конкретная задача исследования методом оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии скрытого выстраивания атомов и молекул.

Глава 2 посвящена исследованию влияния скрытого выстраивания на контур спектральной линии. В первом параграфе рассмотрены варианты наблюдения влияния аксиального и поперечного магнитного поля на оптические характеристики (преломление и поглощение) плазмы газового разряда. Обоснован поляризационный метод исследования дихроизма. Во втором параграфе приведено описание экспериментальной установки. В состав установки входит одночастотный перестраиваемый стабилизированный He-Ne лазер Л,=632.8 нм.

Селекция мод осуществлялась селективным отражателем, образованным плоским зеркалом лазера и тонкослойной дифракционной структурой, напыленной на кварцевую подложку ("элемент" Троицкого). Такая конструкция объединяет в себе одновременно две функции - селектор мод (частот), и источник опорной стабильной частоты, который определяет область перестройки частоты лазера.

Рис.1. Блок-схема экспериментальной установки.

I-He-Ne лазер, 2- селектор Троицкого, 3 -поворотные зеркала, 4- диафрагмы, 5- линза, 6-поляроиды, 7-интерференционный фильтр, 8-ФЭУ, 9-усилитель, 10- преобразователь U-f,

II-блок управления, 12 - усилитель тока, 13- _|~Т0~"~|.-

система регистрации, 14-кювета с исследуемым

разрядом. | 13 |

Параметры лазера: диапазон перестройки частоты ~1450 МГц, дискретность перестройки частоты »76 МГц, относительная нестабильность частоты »1 * 10"9.

В последних двух параграфах главы 2 представлены результаты измерения распределения сигнала дихроизма, обусловленного скрытым выстраиванием, внутри контура спектральной линии. Зависимость интенсивности прошедшего через разряд света лазера представляет собой резонанс лоренцевской формы, как показано на рис.2.

I i

НИ.........'-в-

О^иомясготный lle-Ne л«»ер 1450 МГц (76 МГц) 632.8 мкм

2 -Цотн.ед.

А

А 1 и \

111)1 1 . 1 I 1

Рис.2. Вид зависимости интенсивности света, прошедшего через разряд, от величины магнитного поля (А-амплитуда "пика").

Поворот плоскости поляризации в данных условиях эксперимента объясняется дихроизмом — при наложении магнитного поля меняется поглощение ег-поляризации, но поглощение ^-поляризации не меняется, а следствием разного поглощения ортогональных линейных компонент вектора Е световой волны является

поворот плоскости поляризации

Как показано М.П.Чайкой [1], скрытое выстраивание ансамбля атомов влияет на спектральный состав его излучения и на форму линии поглощения. Каждый подансамбль атомов, с выделенным направлением скорости, из-за выстраивания излучает свет преимущественно перпендикулярно своему движению, поэтому интенсивность в центре линии больше, чем в отсутствии выстраивания, а интенсивность на крыльях меньше. Это приводит к изменению ширины спектральной линии, интегральных коэффициентов поглощения и их зависимости от величины магнитного поля.

Рис.3. Контур линии переизлучения [1]. Показано сужение (в) спектрального контура линии выстраиванием. Для сравнения приведен доплеровский контур линии - кривая (а). Кривая (б), зависящая от магнитного поля часть доплеровского контура в интенсивности спектральной линии(маспггаб увеличен в 8 раз).

Конкретно для рассматриваемого перехода (0-1), интенсивность возрастает в центре линии и падает по краям. Линия сужается. Излучение на другом переходе характеризуется другим тензором и добавка, зависящая от магнитного поля, может иметь другой знак - линия уширяется. Важно отметить, что для каждой частоты интенсивность света будет состоять из двух частей 1(8у)=10(8у) + /(О) Л1(3у), из которых только вторая зависит от магнитного поля. Подчеркнем, что на всех частотах эта добавка изменяется от магнитного поля по одному закону. Важно отметить, что при отстройке примерно на 0.77 А цу от центра линии должна происходить смена знака добавки в поглощении, зависящей от магнитного поля. Доплеровскую ширину линии X =632.8 нм.

примем равную 1700 МГц. Тогда точка инверсии знака сигнала должна находиться на

расстоянии примерно 0.77 Avo = 1309 МГц.

В силу технических причин диапазона перестройки He-Ne лазера было недостаточно для перекрытия полной ширины контура линии 3s2- 2р±. Известно, что линия 632.8 нм для изотопа Ne22 по отношению к изотопу №20 сдвинута, примерно на 875 МГц, в сторону более высоких частот. Это обстоятельство позволило зарегистрировать сигнал дихроизма в разряде с Иего в области Vo +760 МГц и Vo-680 МГц, а в разряде с Ыегг в диапазоне Vo - 150 МГц и vo -680 МГц.

Данные полного эксперимента на двух изотопах №20,22 представлены на одной кривой рис.4.

•10 • D

щг

J_I_L.

Артилд. г

Рис.4 Зависимость амплитуды дихроизма от частоты зондирующего излучения. Одно деление в шкале частот равно 152 МГц.

-I—I-1-L—L

vo

¿уа/2

В параграфе 2. 4. приведены результаты измерения константы распада выстраивания уровня 2р4 по сигналам дихроизма. Сравнение наших измерений с результатами других методов представлено в таблице 1.

Таблица!.

Метод Град (МГЦ) а\е(МГц/Тор) ане(МГц/Тор)

Задержанные совпадения Ханле в лазере Ханле во внутренней ячейке Ханле во внешней ячейке Beam-foil 8.2 ±0.1 11.4 ±0.6 9.35 ±0.4 8.64 ± 0.4 7.5 ±2.5 3.4 5.2

Ханле в спонтанном излучении Интерференционные биения Ханле в лазере Мощность лазера в магн. поле Нелин. Зееман. Спектроск. 9.4 ± 0.6 10.8 ±1.5 10.3 ±0.5 8.8 ±0.5 8.8 ±0.6 3.37 ±0.1 3.5 ±0.5 3.7 ±0.6 5.8 ±0.7

Настоящая работа 8.8 ± 0.5 4.1 ±0.6 5.7 ± 0.6

Глава 3. В этой главе описывается эксперимент, который показывает, что слабое магнитное поле влияет на форму контура линии флуоресценции, возбужденной оптически в плазме положительного столба газового разряда.

В работе [2] показано, что при облучении ансамбля атомов линейно поляризованным светом доплеровский контур флуоресценции различен при наблюдении в разных направлениях относительно вектора поляризации возбуждающего света.

Для исследования была выбрана спектральная линия, соответствующая переходу 2рз -неона, длина волны 607,4 нм. Верхнее состояние имеет угловой момент У =0, а нижнее—

' г з. \-

* 15

=н-э-

«з

ю

-с

/2 - и

Рис.5 Блок-схема экспериментальной установки.

I-лазер на красителе,2-пластинка АУ4, 3 -поляризатор, 4 - разрядная трубка, 5- прибор для измерения поглощения, прошедшего через разряд лазерного излучения, 6 - линза, 7-световод,8-интерферометр.9-мопохроматор, 10, 15 фотоприемники, 11 - синхронный детектор, 12-Ф-З 6, 14-ЭВМ.

Спектральный контур измерялся

интерферометром, который имел, при рабочей диафрагме 10 мм, ширину аппаратной функции на половине высоты примерно 120 Мгц (119,54 ± 2,62 ) МГц. Стабильность настройки интерферометра можно характеризовать изменением ширины аппаратного контура во времени (максимальное изменение ширины не превышало 15-20 МГц/час).

Методика измерения контура линии флуоресценции состояла в следующем: синхронно со сканированием базы интерферометра (с частотой 1 Гц) изменялась и величина накладываемого на разряд внешнего, слабого магнитного поля таким образом, что один порядок интерференции прописывался при наличии магнитного поля, а второй - при отсутствии магнитного поля. Контур линии флуоресценции регистрировался в двух различных направлениях - по направлению вектора поляризации возбуждающего света и перпендикулярно ему Поворот вектора поляризации возбуждающего света на л/2 осуществлялся с помощью стоящего на входе в кювету поляризатора.

Результаты обработки спектрограмм показали, что наложение слабого магнитного поля на плазму разряда неона приводит к изменению контура линии флуоресценции. Знак этого изменения зависит от направления, вдоль которого регистрируется контур флуоресценции. При наблюдении вдоль вектора поляризации возбуждающего света, наложение магнитного поля, приводит к сужению контура, а при наблюдении в перпендикулярном направлении - к уширению. Если магнитное поле включено постоянно, то ширина контура не изменяется при наблюдении вдоль вектора поляризации возбуждающего света и при наблюдении в перпендикулярном направлении. Обработка результатов показывает, что в отсутствие внешнего магнитного поля ширина контура линии флуоресценции зависит от угла между направлением наблюдения и вектором поляризации возбуждающего света. При наблюдении вдоль вектора поляризации возбуждающего света контур линии флуоресценции шире, чем при наблюдении в

перпендикулярном направлении. Физически это означает, что при наблюдении в перпендикулярном направлении большее число возбужденных атомов имеют проекции скорости на направление наблюдения близкие к нулю, т.к. частота излучения таких атомов соответствует центру линии флуоресценции. Отсюда следует, что в распределении возбужденных атомов по скоростям имеется анизотропия: возбужденные атомы летят преимущественно вдоль вектора поляризации возбуждающего света. Наложение слабого магнитного поля приводит к разрушению этой анизотропии: начинают возбуждаться также и атомы, летящие под различными углами к вектору поляризации возбуждающего света, и оба наблюдаемых контура флуоресценции становятся примерно одинаковыми.

Если обозначить через Дуц, и Ду±, соответственно ширины контуров флуоресценции наблюдаемых вдоль вектора поляризации и перпендикулярно ему, то статистическая обработка дает следующую количественную оценку для относительного различия ширин:

(Ду||- Дух)/ДУ1« (0,05 ±0,01) Зависимость контура линии флуоресценции от слабого магнитного поля и от угла между вектором поляризации возбуждающего света и направлением наблюдения говорит о связи данного эффекта с интерференционными явлениями [3]. Уширение контура линии флуоресценции в магнитном поле может также иметь место вследствие зеемановского расщепления уровней. В нашем случае в магнитном поле расщепляется только нижний (поглощающий) уровень, т.к. угловой момент верхнего уровня равен нулю. Относительную величину зеемановского уширения легко оценить. В эксперименте, величина накладываемого на разряд магнитного поля составляла 5 Эрстед. Это дает величину зеемановского уширения 20 Мгц. Теоретическая доплеровская ширина перехода в наших экспериментальных

условиях составляет 1600 Мгц (экспериментальные оценки дают несколько большую величину 1800 Мгц). Относительная величина зеемановского уширения получается порядка 1%, что существенно меньше наблюдаемого в эксперименте различия доплеровских контуров флуоресценции, наблюдаемых вдоль и поперек вектора поляризации возбуждающего света. Рассмотрена модель, наблюдаемого в эксперименте, изменения формы контура спектральной линии.

В Главе 4 представлены результаты исследования ориентации возбужденных атомов Ые в плазме газового разряда. В плазме при наличии скрытого выстраивания слабое магнитное поле наводит ориентацию, т.е. макроскопический магнитный момент, который исчезает при увеличении напряженности магнитного поля.

Эксперимент ставился для поиска проявления скрытого выстраивания уровня 3р1 (/¿у ) в неоне. Состояние 3р1 (/^ ) связано с основным резонансным дипольным переходом, лежащим

в области вакуумного ультрафиолета, и связано с вышележащими состояниями большим количеством переходов в видимой области спектра. Почти все спектральные линии попадают в область генерации лазера на красителе родамин 6Ж.

Для эксперимента были выбраны следующие линии: 603.0 нм 2рг — 1в4 (Зр/ - Зр/), 607.4 им 2рз-1Б4 (Зр0 - Зр/), 609.6 нм 2р5—1в4 (Зр? - ЗрД Наибольший интерес представлял переход 2рг—154 (Зр/ - Зр1), так как, сигналы скрытого выстраивания [3] наблюдались на этом переходе. Два других перехода позволили бы сравнить поведение сигналов, связанное с различием 3 верхних состояний.

В параграфах 4.2 - 4.3 представлено описание методики эксперимента (геометрия Фарадея) и приведена оценка чувствительности методики.

В последующих параграфах приведено детальное описание экспериментальной установки. Основное внимание было уделено созданию одночастотного, перестраиваемого лазера на красителе 6Ж, его стабилизации и точной настройке на исследуемую линию. Для получения одночастотного режима, необходимо внутрь резонатора поместить селектор с добротностью порядка 106 . Такую добротность можно получить, используя несколько селекторов. Это, в свою очередь, требует точно синхронизировать взаимную перестройку селекторов для получения достаточной выходной мощности при сохранении одночастотного режима. Были применены три селектора - клиновидный эталон, тонкий интерферометр Фабри-ГТеро толщиной 100 мкм, элемент Троицкого (поглощающая металлическая пленка) Ширина линии генерации, измеренная на половине высоты, составила примерно 100 МГц. Выходная мощность лазера на красителе составила 5-10 мВт, при уровне накачки интегральной мощностью Аг+ лазера 3-3,5 Вт во всей области перестройки длины волны.

Расширение диапазона перестройки лазера на красителе осуществлялось с помощью внутренних интерферометров, которые изменяли эффективный коэффициент отражения выходного зеркала - эталон. В работе [4] показано, что коэффициент отражения системы эталон — выходное зеркало уменьшается. Если пренебречь потерями на поглощение, эффективный коэффициент отражения описывается формулой:

4Л . 2 со -бит — с

1 + -

(1)

(1-Я)

Это приводит к изменению добротности резонатора, что, в свою очередь, сдвигает полосу

излучения в условиях постоянной концентрации красителя и постоянной мощности накачки.

5Жг

V0

390

(1С

0.1

0.)

Л» *

Рис.6. Изменение длины волны лазера на красителе, в зависимости от коэффициента отражения эталона, помещенного в резонатор.

( 1-длины волн максимумов полос генерации; 2-ширина полосы генерации; 3-теоретически рассчитанные длины волн, в которых критическая инверсия достигает минимума)

12

В параграфах 4.3.3 - 4.3.6 описана система привязки длины волны излучения лазера на красителе к исследуемым линиям. В системе привязки и стабилизации в качестве оптического дискриминатора использовалась ячейка Фарадея. Приведен расчет условий, применимости ячейки Фарадея, для стабилизации частоты излучения лазера на красителе. Оценка нестабильности частоты излучения дает величину А у /у = 2* Ю-8, что сопоставимо с методом стабилизации частоты Не-Ые лазера по провалу Лэмба.

С помощью этого метода была осуществлена привязка длины волны излучения одночастотного лазера на красителе к спектральным линиям в Ые1 с длинами волн 585, 2; 588,2; 594,4; 603,0; 607,4; 609,6; 614,3; 626,6 нм и к линии 588,5 нм в Не1.

В параграфе 4.4 описаны эксперименты вИе в аксиальном магнитном поле. Рис.7. Вид сигнала на линии 603, 0 нм. Рис.8. Вид сигнала на линии 609,6 нм.

Рис.9 Вид сигнала на линии 607.4 нм.

X отн. «д.

Зависимость интенсивности прошедшего света от магнитного поля на длине волны 607.4 нм, представленная на рис. 9, соответствует двум различным экспериментальным ситуациям: - нижняя кривая получена от полной длины разрядного промежутка, верхняя - от 1/3 разряда. Некоторая асимметрия кривых обусловлена не точной

«скрещенностью» поляризатора и анализатора.

-Ю.8 -5.4 О 2.7 В. 1 Э

Все измерения проводились на переходах 2рз-1з4 (3Р1 — 3Р/), 2р3-1з4 (3Ро—3Р1), 2р5—1б4 (3Рз— 3Р0 .между конфигурациями 2р53р— 2р53э (линии 603.0 , 607.4 , 609.6 нм соответственно). Ожидаемые изменения в контурах спектральных линий, связанные с разрушением в магнитном поле скрытого выстраивания, составляют величину менее процента от величины полного поглощения. На рис.7,8,9 представлены результаты измерений интенсивности света, прошедшего через плазму на линиях, имеющих одно общее поглощающее состояние 1б4 (ЗрО- Давление Ыего порядка 10"1 мм.рт.ст.

Сравнивая полученные сигналы, можно сделать несколько качественных выводов.

1. Как видно из рис.7, 8, 9 зависимости интенсивностей прошедшего света от величины магнитного поля на всех трех переходах совпадают не только по форме, но и близки по масштабу в шкале магнитного поля.

2. Форма наблюдаемых сигналов может быть представлена в виде суммы параболической подложки и резонансной особенности вблизи нуля магнитного поля. Подложка есть следствие расщепления линии в магнитном поле. Разное распределение по частоте коэффициентов преломления п+ и и поглощения к+ и к. компонент магнитной структуры приводит к вращению плоскости к вращению плоскости поляризации и дихроизму. Оба эффекта приводят к появлению света на выходе анализатора.

3. Аналогичные сигналы наблюдаются для всех частот в пределах спектральной линии.

4.Амплитуда сигналов зависит от условий в разряде.

5. Наибольшие по амплитуде сигналы наблюдались на линии с длиной волны 607,4 нм. Область существования сигналов по давлению неона для данной кюветы достаточно узкая.

Область давлений неона 2М0'1 - 7*10"' мм.рт.ст. для линии 603,0 нм, для линии 607,4 нм 5*Ю"2 - 7* 10"' мм.рт.ст., для линии 609,6 нм 5* 10'2 -2* 10'1 мм.рт.ст.

Как видно из представленных на рис.7,8,9 сигналов, поведение кривых I (Н) вблизи нуля магнитного поля не тривиально. Их поведение, при данных значениях магнитного поля, не может быть объяснено только моделью, предложенной в работе [3]. Попытки найти подходы к решению задачи привели к идее исследования поляризационного состава прошедшего лазерного излучения. Состав лазерного света, прошедшего через кювету с разрядом, анализировался с помощью фарадеевского вращателя, установленного перед кюветой. На разряд накладывалось постоянное магнитное поле, не превышающее 1.5-2.0 Э. В таком поле через выходную поляризационную призму проходит свет. Этот свет, с помощью вращателя, можно было скомпенсировать, если бы, прошедший свет был бы обязан своим происхождением только повороту плоскости поляризации. На рис.10 показана запись такого анализа.

гй

«ч

-м-ЛмП-..^

Рис.10. Результаты эксперимента по компенсации света, прошедшего через кювету, к = 607.4 нм, Рые = 1.5* 10'1 мм.рт.ст, для двух значений магнитного поля 1- « 1.4 Э, 2- « 2 Э.

Из рис.10 следует, что в прошедшем свете появляется примесь циркулярной поляризации. Этот факт позволил сделать предположение о возникновении ориентации.

В следующих параграфах проведен детальный анализ результатов эксперимента. Анализ результатов экспериментов совместно с известными литературными источниками позволил выдвинуть следующую модель образования сигналов:

1. Возбужденные атомы Ые в состоянии 1в4 ( Зр:) выстроены вдоль направления скорости их теплового движения.

2. Движущийся в газе атом испытывает разное число столкновений в направлении вдоль вектора скорости и перпендикулярно ему

3. Из-за прецессии в магнитном поле ось выстраивания отклоняется от направления преимущественных столкновений и между ними образуется некоторый угол.

4. В силу анизотропных столкновений выстроенные атомы оказываются ориентированными. Важно, что ориентация не обращается в нуль при усреднении по всем направлениям скоростей атомов.

5. Это приводит к разному поглощению и преломлению право- и лево-поляризованного по кругу света, т.е. к повороту плоскости поляризации и появлению примеси циркулярной составляющей в прошедшем свете.

Следствие. Зависимость угла поворота плоскости поляризации, прошедшего лазерного света, от частоты должна бьггь асимметрична относительно центра линии, а дихроизм симметричен относительно центра линии и уже доплеровской ширины.

Легко оценить величину анизотропии столкновений. Вероятность столкновения движущегося в газе атома (так же как и любой частицы) зависит от относительных скоростей, т.е. от разности между векторами скорости сталкивающихся частиц. Эта разность тоже вектор, и направление этого вектора представляет наибольший интерес. Рассмотрим зависимость от скорости частоты столкновений, ось которых перпендикулярна вектору скорости Уа выбранной частицы. Очевидно, что число таких столкновений пропорционально числу частиц Ы, имеющих проекции скорости У2 = \Уа\, N = М0е~у',р1, т.е. с ростом Уа частота "поперечных" столкновений

быстро падает. Частота же столкновений, в которых выбранный атом "догоняет" другие, движущиеся в том же направлении, растет. Важно, что возрастает разность между числом "поперечных" и "продольных" столкновений. Тензор, описывающий распределение частоты столкновений по направлениям, т.е. анизотропию столкновений, определяется именно этой разностью. Распределение вероятности столкновений по углам в плоскости, проходящей через ось ОЪ, представлено на рис. 11 в полярных координатах.

г

Рис.11. Распределение вероятности столкновений атомов, движущихся со скоростью Уа в плоскости, проходящей через ЪОХ, как функция угла 9. У»ср. - наиболее вероятная скорость.

I. V» • о г. V. «0.1 V»».

з. V* • V—. <1. ^л. г-Уи».

Расстояние между точкой "0" и любой точкой на кривой пропорционально вероятности столкновений с осью под углом 5. Расчет был сделан для четырех значений скорости атома: Уа = 0, У„ = 0Л*УВЕР, Уа = УВЕР, Уа=2УВЕР. Как видно из рис.11, распределение числа столкновений для неподвижного атома (Уа =0) изотропно, т.е. сферически симметричное. С ростом скорости Уа число столкновений по направлению скорости и против неё растет. Важно, что

возрастает разница между числом "поперечных" и "продольных" столкновений.

Тензор, описывающий распределение частоты столкновений по направлениям, определяется именно этой разницей. Она представляет собой второй момент С1 в разложении распределения вероятности столкновений по сферическим функциям К?*(в движущейся вместе с атомом системе координат).

В отсутствии магнитного поля ось скрытого выстраивания совпадает с осью распределения вероятности столкновений. Магнитное поле поворачивает выстраивание, и между направлением преимущественных столкновений и осью выстраивания образуется угол, а в таких условиях, когда С„2 * 0, возможно преобразование скрытого выстраивания в ориентацию

Очевидно, что ориентация связана с величиной и направлением магнитного поля. Эту зависимость можно найти, решив уравнение движения матрицы плотности, его можно записать как:

Оператор магнитного поля Н известен в системе координат, в которой ось ОХ\ || Н. Система

моментов с учетом отсутствия зависимости от времени можно записать в виде:

/ = (Г"'/Т+ £-'#£ + /•<,)/ + /• = (). (3)

координат Х.У.г и, связанную с полем XI ,У( выбираем таким образом, чтобы ОХЦОХь Это значительно упрощает вычисления. Оператор магнитного поля Я в системе координат Х,У,7, связанной с движением атома, находится преобразованием £Г'ЯО, где оператор поворота, матрица, элементы которой определяются функциями Вигнера. Для матрицы релаксации Г0 сохранена система обозначений из работы [9].

Уравнение (2) распадается на систему девяти алгебраических уравнений. Решение этой системы для ориентации будет выглядеть так:

/>о _ 1 /з^Мп^

\l2\5 Г0У

Р°0 41'

БШ2 у/ С052 Ц/

, 4П2 + П2

1 + —г 1 + ~Г Г У

.(4)

где Р - коэффициент столкновительной связи между выстраиванием и ориентацией, П - ларморовская частота, у - угол между магнитным полем и вектором скорости атома (осью анизотропии столкновений). После усреднения по углам зависимость р1о от магнитного поля Н сохраняет свой характер. Заметим, что наблюдаемая в эксперименте интенсивность прошедшего

Н2

света пропорциональна

Ориентация оказывает влияние на оптические свойства плазмы: возникает дихроизм и приводит к вращению плоскости поляризации. Это наблюдается в эксперименте - сигналы представлены на рис. 8,9,10. Пологие крылья кривых есть следствие расщепления линий в магнитном поле. Разное распределение по частотам коэффициентов преломления и поглощения для право- и лево-поляризованного света приводит к повороту плоскости поляризации и дихроизму. Это обычный эффект Фарадея. Вблизи нуля магнитного поля поведение кривых связано с ориентацией, возникшей из-за скрытого выстраивания. Ориентация зависит от магнитного поля так же, как влияет магнитное поле на тензор скрытого выстраивания. Последнее, как и всякое выстраивание, образующееся непрерывно, в магнитном поле поворачивает свою ось и уменьшается. При малых магнитных полях наибольшую роль играет увеличение угла между осью выстраивания и осью преимущественных столкновений -ориентация растет. Затем роль изменения угла между осями становится все меньше, а разрушение скрытого выстраивания магнитным полем все больше. И в магнитных полях, порядка, Н « Г7(2|д<^) достигает максимума и затем падает.

В Главе 5 представлены результаты экспериментов по проверке модели преобразования скрытого выстраивания в ориентацию. Основное внимание было направлено на изучение частотного поведения ориентации внутри спектральной линии.

Рассмотрим, к каким частотным зависимостям должна приводить ориентация. Последнюю можно представить как разность населенностей состояний с положительными и

отрицательными квантовыми числами т. Поэтому, коэффициент поглощения для одной из круговых поляризаций света больше, чем для ортогональной. Но контуры линии поглощения для а+ и сг_ компонент в малых магнитных полях почти одинаковы, поэтому и разность их, ответственная за дихроизм, должна быть симметричной и иметь примерно доплеровскую форму.

Поведение угла поворота плоскости поляризации от частоты должно быть антисимметричным относительно центра линии. На рис.12 приведены две группы качественных кривых поведения дихроизма и угла поворота для ориентации и для сравнения - хорошо известные кривые для обычного эффекта Фарадея.

Рис.12. Поведение угла поворота-1 и циркулярного дихроизма-2. а) в больших магнитных полях, где ориентация уже разрушена; б) в малых магнитных полях, где зеемановским расщеплением можно пренебречь. Угол вращения для каждой частоты пропорционален разности показателей преломления для круговых поляризаций ( -п.), а дихроизм - разности соответствующих коэффициентов поглощения (к+ — к.).

Все измерения проводились на экспериментальной установке, описанной в главе 4.

Измерение углов поворота плоскости поляризации и дихроизма производилось методом компенсации. Для этой цели на входе кюветы ставился фарадеевский вращатель- пластинка из тяжелого стекла флинта толщиной 10 мм, помещенной в соленоид. Фарадеевский вращатель предварительно был отградуирован. На плазму накладывалось слабое постоянное магнитное поле порядка 1 - 2 Э. Прошедший через анализатор свет с интенсивностью 1(Н)=1<р + /сг , компенсировался с помощью фарадеевского вращателя. Результат измерения показан на рис.13.

Рис. 13. Зависимость интенсивности прошедшего света от магнитного поля, приложенного к фарадеевскому вращателю.

Были проведены измерения угла поворота линейной поляризации внутри доплеровской линии X =607.4 нм. Результаты измерения угла поворота (р от частоты показаны на рис. 14.

Рис.14. Зависимость угла поворота <р — аВо от частоты лазера.

1 -экспериментально измеренная зависимость, 2,3-симметричная и антисимметричная составляющие.

Точка "0" на оси абсцисс соответствует примерно центру линии.

ЛЯ МГц

Была сделана оценка величины изменения полного коэффициента поглощения, обусловленного ориентацией, как отношение изменения коэффициента поглощения Ак(Н)ик1. Это изменение составляет примерно 1%.. Зависимость дихроизма 1а и полного коэффициента поглощения к1 от расстройки относительно центра линии показана на рис 15.

Рис.15. Зависимость дихроизма 1а и полного коэффициента поглощения кI от расстройки относительно центра линии.

В параграфе 5.2 представлены результаты измерения константы распада выстраивания уровня /л № по сигналам ориентации. Сигнал ориентации описывается выражением (4).

В это выражение входит зависимость от угла у/ - угла между направлением скорости атома и магнитным полем, Л-ларморовская частота; у ~ Град + Гст ; ^-коэффициент столкновительной связи между выстраиванием и ориентацией. Остальные компоненты ориентации р±/ = 0. В эксперименте наблюдается некоторый усредненный по углам ^результат. Поэтому, только для центра доплеровской линии, угол у/ для всех "наблюдаемых" атомов одинаков и равен 71/2.. При у/=7г/2 , в выражении для р'о второй член в скобках обращается в нуль, а величина р'о достигает максимума в полях Г2 = у/2. Этот факт позволяет использовать, зарегистрированные в центре линии, сигналы ориентации для измерения констант распада выстраивания поглощающего состояния.

Измерения проводились на переходе 3ро — Зрг (X = 607.4 нм). На рис.16 показана типичная экспериментальная кривая, полученная на линии 607.4 нм. Давление Ые варьировалось в пределах существования сигнала. Ток разряда устанавливался постоянным. Обработка кривых начиналась с процедуры вычитания параболической подложки, обусловленной обычным эффектом Зеемана. Затем вычислялось расстояние между максимумами кривой.

Рис.16. Экспериментальная зависимость

интенсивности прошедшего света от магнитного поля -1, та же кривая без параболической составляющей -2.

Из расстояния между максимумами 2ДН определялась величина ДН, пропорциональная £1 в выражении (4). Измеряемая величина ДН, связана с временем релаксации выстраивания известным

соотношение т2 =

1 тс, 5.7*10-

Г{ 2) е £*ДЯ

с, а связь ширины уровня у с временем

распада Г(2) тт=1/Г(2)= 1/2тсу. Зависимости расстояния между максимумами от тока разряда замечено не было. С увеличением давления максимумы сдвигаются в область больших магнитных полей. Результаты измерений АН от давления неона показаны на рис. 17.

2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

лН.о

Рис.17. Зависимость ширины сигнала ориентации от давления N6, 3ро - 3р1 (Л. = 607.4 нм).

Р 1Чс

.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 мм-рт.ст.

Экстраполяция к нулевому давлению № дает для АН(Р) следующую величину: АН(Р)-(1,67 ±0,10) Э +(0,73±0,38) р/Э, учтем множитель Ланде для уровня Зр/ (¡$4), равный g=l,464. Тогда для полной ширины уровня

3Р1 (Ь4) получим у(2) =(6.8 ± 0.4) МГц +(3.0 ± 1.5) р*МГц/мм.р Здесь Гряд. = (6.8 ± 0.4) Мгц. г= (23,4 ± 1,4) не.

Любопытно сравнить результаты наших измерений с результатами других авторов. Так, например, в работе [10], где исследовался другой переход - 2р4„ результаты измерений обрабатывались в предположении, что наблюдаемый резонанс образован уровнем

Для него было получено у(2) = (6.3 ± 1.0 ) МГц + (2.0 ±1.0) р*МГц/мм.рт.ст. Константа затухания Зр\ по сигналам скрытого выстраивания в спонтанном излучении в эффекте Ханле на линии X = 74.3 нм (переход Зр/ - о) равна урал. = (7.0 ± 0.6) Мгц. Теоретическое значение радиационной ширины уровня 3р/( Ь4) равно 6.9 МГц. Что касается сечения деполяризующих столкновений для уровня Зр!( ¡34), наши оценки совпадают в пределах погрешности с результатами других работ.

В Главе 6 представлены результаты исследования спектрального поведения дихроизма и двулучепреломления , обусловленные выстраиванием в плазме в поперечных магнитных полях. В эксперименте используется схема наблюдения дихроизма показанная на рис.18.

1дмг

П .Е

Рис.18. Оптическая схема эксперимента по наблюдению дихроизма и двулучепреломления.

Кювет*

Прлмм Глат

0—0

Угол между вектором поляризации лазерного луча и направлением магнитного поля составляет -к/4. Прошедший кювету свет, с помощью поляризационной призмы Глана, разделяется на два луча, поляризованных параллельно и перпендикулярно направлению магнитного поля, каждый из которых попадает на свой фотоприемник.

Регистрируется разность интенсивностей этих лучей в зависимости от магнитного поля Л1(Н). Преимущество такой разностной схемы заключается в том, что она позволяет избежать влияния изменения населенности в магнитном поле. Очень просто показать, что Л1(Н) пропорционально Лк(Н)= ¿ц(Н)-&1(Н), где &ц(Н) и ¿±(Н) - коэффициенты поглощения света с поляризацией соответственно параллельно и перпендикулярно магнитному полю.

Для того, чтобы измерить величину двулучепреломления т.е.

Лп(Н) = щ(Н) - п±(Н), (где щ(Н) и п±(Н), - показатели преломления для света, поляризованного параллельно и перпендикулярно направлению магнитного поля), в геометрию эксперимента необходимо внести изменения. Входящий в кювету, лазерный луч должен быть поляризован по кругу, а оси пропускания призмы Глана должны составлять угол л/4 с направлением магнитного поля. В этом случае Л1 (Н) будет зависеть только от Л п(Н).

Все измерения проводились на переходе 2рз -1з4 неона (Х=607.4 нм), с использованием одночастотного перестраиваемого лазера на красителе. На рис. 19а,б показаны сигналы, полученные в экспериментах по наблюдению дихроизма и двулучепреломления.

Рис.19. Сигналы дихроизма (а) и двулучепреломления (б) при различных отстройках частоты лазерного излучения относительно центра линии поглощения.

Кривые 1(а), 2-3(6) получены вблизи центра линии; кривые 2-8 (а) и 4-8 (б) при отстройке через 350 МГц в красную область; кривая 1(6) при отстройке 350 МГц в синюю область.

Наблюдаемые сигналы состоят из двух компонент, примерно лорентцевой формы, отличающихся как по ширине, так и по знаку. Вблизи центра линии широкая компонента сигнала отсутствует, а узкая имеет максимальную величину. Нужно учитывать, что вблизи центра линии величина сигнала сильно искажена поглощением. Поглощение приводит к уменьшению интенсивности прошедшего разряд света, а, следовательно, — к уменьшению Д1(Н). (Проведенные оценки для наших условий показывают, что интенсивность лазерного света, соответствующая центру линии поглощения, при прохождении через разряд, может уменьшаться в десять и более раз).

Обращает на себя внимание поведение амплитуды сигналов в зависимости от расстройки частоты зондирующего излучения относительно центра спектральной линии. Главное в этих зависимостях — это разное поведение узкой и широкой компонент. Для дихроизма максимум узкой компоненты лежит в центре линии, а широкой-при отстройках порядка 1400-1700 МГц. В центре линии широкий сигнал не наблюдается. Это можно объяснить с тем, что широкий сигнал образуется преимущественно на быстрых атомах, а узкий — на атомах с любыми скоростями. Широкий сигнал мы связываем с выстраиванием уровня зависимость его ширины АН (Р) от давления неона Р, при изменении последнего от 0.2 до 0.7 мм.рт.ст. описывается линейной зависимостью (Р в мм.рт.ст., АН (Р) - в Эрстедах)

ДН(р) = (1.64 ± 0.023)Э + (0.33 ± 0.08)р / э , что хорошо согласуется с литературными данными о времени жизни уровня

Глава 7 посвящена исследованию ориентации на метастабильном состоянии в Ие и в Не на переходе на 23Р -З3й длине волны ¿.=587.56 нм. В неоне было исследовано 11 переходов. Наибольший интерес представляет линия с длиной волны X = 594.4 нм переход Зр2 - Зрь Был наблюден сигнал, подобный сигналам на линиях с длиной волны 603.0, 607.4 и 609.6 нм.

1И11СЛ

•21.0 -14.0 7.0 0 3.5 10.5

Рис.20 Зависимость интенсивности прошедшего света от магнитного поля. Л = 594.4 нм, Рд> = 0.5*10*' мм.рт.ст./р=92 мА.

Н

; 1 1 ^ Обращает на себя внимание малая ширина сигнала в шкале магнитного поля по сравнению с сигналами на

линиях 603,0 и 607,4 нм.

В рамках модели образования ориентации следует предположить, что метастабильное состояние Зр2 (Ьз) обладает скрытым выстраиванием. Из механизмов образования скрытого выстраивания, можно исключить механизм, связанный с пленением излучения при перепоглощением света [1], так как переход в основное состояние запрещен. Известен механизм переноса выстраивания за счет каскадных переходов [1] из выше лежащих состояний, при этом должны передаваться характеристики этих уровней. Наиболее интенсивные переходы на состояние Зр2 (^з) идут с конфигурации 2р„ но характерные ширины сигналов выстраивания этих уровней по крайней мере в 2-3 раза больше наблюдаемой ~ 0.7 Э.

Выстраивание метастабильного состояния Зр2 ( Ь;) неона образуется по следующей схеме. Как известно, скрытым выстраиванием обладает состояние Зр/ (1$4). При столкновениях оно передается метастабильному состоянию Зр2 ( Ь;) Согласно этой гипотезе, ширина сигнала на линии 594,4 нм должна быть уже, чем на 607,4 нм, поскольку при передаче выстраивания другому уровню при одинаковых знаках множителя Ланде сигнал выстраивания сужается [5].

Геометрия эксперимента соответствует наблюдению дихроизма и двулучепреломления.. Кювета в представляет собой цилиндрическую разрядную трубку с холодным катодом. Внутренний диаметр 0.7 см, длина разряда 40 см, давление порядка 0.2-0.3 мм.рт.ст, ток разряда 25 мА. Исследуемая линия X - 588.2 переход 2р2 - Выбор этого перехода обусловлен следующими причинами: в диапазон перестройки нашего лазера на красителе попадают еще три перехода, нижний уровень - метастабильный ]5у Линия к = 597.5 нм (2рз - X =594.4 нм (2р4 - X = 614.3 нм {2р4- На линиях 594.4 нм и 614.3 нм не удалось избавиться от нелинейных эффектов, при минимально возможных интенсивностях пробного лазерного излучения - лазерный свет полностью поглощался. Линия 597.5 нм слабая, получить устойчивые сигналы не удалось.

Сигналы дихроизма и двулучепреломления на переходе 2р2 - к = 588.2 линейные по мощности пробного излучения удалось получить, только при отстройках частоты лазерного излучения от центра линии поглощения на 800 - 1000 Мгц и при давлении Ые в кювете

23

примерно 0,2 мм.рт.ст. На рис.21 представлен сигнал дихроизма. Ширина наблюдаемых сигналов в шкале магнитных полей равна (0,33 ±0,04 ) Э. Это дает величину времени жизни выстраивания т = (115 ± 15) не. В единицах частоты это соответствует у= (1,4 ± 0,2 ) Мгц.

Рис.21. Сигнал дихроизма в поглощении на уровне 155.

Для оценки величины выстраивания метастабильного уровня 1Б5 измерялась: а) амплитуда резонанса и б) полное поглощение в кювете. По нашим оценкам, степень выстраивания р^/ро атомов Ые в метастабильном состоянии 3Рг (1з$) составляет 0.03 с погрешностью не более 30%.

В параграфе 7.3 представлены результаты наблюдения ориентации в гелии на переходе 23Р -33В длине волны Х=587.56 нм

Интенсивность-

ишдш.

30 Ч

Рис.22. Сигнал ориентации в гелии.

а)- давление Не =0.12 мм.рт.ст

б) давление Не=0.35 мм.рт.ст.

Как видно из рисунка, аномальное поведение сигнала вблизи Н = 0 появляется при давлении гелия примерно 0.35 мм.рт.ст.. Параболическая

подложка обусловлена эффектом Зеемана. При уменьшении давления гелия до 0.15 мм.рт.ст., появляется структура с двумя максимумами. При дальнейшем уменьшении давления гелия, сигнал падает по амплитуде, но не меняет своей формы. Увеличение давления Не свыше 0.4 мм.рт.ст., приводит к полному поглощению света. Масштаб сигналов и их поведение в магнитном поле позволяет говорить о их связи с ориентацией поглощающих состояний гелия.

Рис.23.Схема переходов 23Р -З30 в Не.

Образование сигналов ориентации мы связываем с вкладом в дихроизм и двулучепреломление двух дипольных переходов 33Б - 23Р, и 33П - 23Р2.. Расстояние между ними примерно 2.3 ГГц.

>2_М=2.29 ГГц

Однако зависимости ориентации от магнитного поля на разных уровнях, хотя могут иметь разную величину и ширину, должны иметь одинаковую форму и быть всегда центрированы в точке Н = 0. По этой причине можно было ожидать поведения сигнала, близкого к ступенчатому: ориентация одного происхождения уже прошла максимум, а другого, с более медленной зависимостью от магнитного поля, еще не достигла максимума. Очевидно, что максимумы могут совсем разойтись, если ширины обеих составляющих сигнала отличаются раз в 5-10. Но в такой простой модели сумма сигналов ориентации не может скомпенсироваться до нуля, и ширины максимумов должны сильно различаться

Экспериментальные результаты удалось объяснить в предположении, что ориентация двух поглощающих состояний имеет разный знак и разную ширину. Зависимость ее от величины магнитного поля представлена для двух уровней на рис.24 а и б.

Ширины сигналов, пропорциональные у, почти одинаковы, величины ориентации по абсолютным значениям также близки. Но, поскольку спектральные линии поглощения с этих уровней сильно перекрыты, зондирующий луч реагирует на суммарную ориентацию (рис.24-в) и одновременно на те изменения в среде, которые вызывают эффект Фарадея. Если, для просты, проследить только за вращением плоскости поляризации, то угол <р, с учетом зеемановского расщепления, линейного по полю, будет иметь вид, показанный на рис.24-г, а интенсивность прошедшего света, пропорциональная <р2 , в зависимости от магнитного поля имеет вид (рис.24- г), похожий на наблюденный сигнал (рис.22-а). Вклад дихроизма, хотя он и весьма существенен, не изменит качественно картину, поскольку он пропорционален (ро' )2, при этом два при этом два максимума и фарадеевские крылья останутся. Важно подчеркнуть, что добавки к показателю преломления А П2 и А т, связанные с ориентацией на уровнях 23 Р/ и 23 Р2. имеют разные знаки. Кроме того, необходимо, чтобы отличались времена релаксации состояний 23 Р/ и 23 Р2. Численные оценки, в рамках модели образования ориентации, показывают, что 2 максимума образуются при разности констант релаксации уровней 2 3 Р/ и 2 3 Рз не менее чем на 1%. Численный расчет был сделан и представлен на рис. 25.

Численные значения р и у выбраны из соображений наглядности демонстрации.

Рис.24.Зависимость ориентации от магнитного поля двух уровней а) и б), их сумма - в), зависимость угла поворота <р от Я - г). Интенсивность прошедшего света - д).

о

Рис.25. Теоретическая форма сигнала ориетации в гелии.

Значения р и у выбирались из соображений наглядности. Отличие в ширинах уровней 2 3Р/ и 2 3Pj варьировались от 0.1 до 0.5. Такое отличие в константах релаксации уровней 2 3Pi и 2 3Рг возможно, на это указывают результаты работы [6] , где было обнаружено, что для состояний гелия 2 3Pi и 2 3Р? при столкновении с атомами азота были получены сечения деполяризации атомов гелия: cti = 7.1 * 10'14 см 2 (± 25%) и cti = 14.0* 10'14 см 2 (±25%).

В главе 8 представлены результаты экспериментов по исследованию влияния слабого магнитного поля на важную характеристику плазмы положительного столба газового разряда, как проводимость. Идеи, которые были положены в обоснование экспериментов, вытекают из полученных результатов по исследованию магнито-оптических эффектов в неоне, рассмотренных в главе 7. Нас будет интересовать вклад метастабильного состояния lss в магнитооптические резонансы в неоне.

Было обнаружено, что в зависимости величины разрядного тока от величины внешнего магнитного поля наблюдается резонанс примерно лоренцевой формы. Это явление мы назвали магнитогальваническим эффектом. Mагнитогальванический эффект наблюдался нами как в аксиальном, так и в поперечном, слабом магнитном поле. Ширина резонанса в шкале магнитных полей составляет около 0.8 Э при давлениях порядка 0.2 - 0.3 мм.рт.ст. Результат эксперимента представлен на рис.26.

да

Интенснвносгь 0.00151-

0.0010 0.0005 О

-0.0005

50

50 В, Гс

Рис. 26. Магнитогальванический эффект в Ые. Верхняя кривая - зависимость тока разряда от величины приложенного поперечного магнитного поля, нижняя - от величины продольного поля.

.7-6-5-4-3-2-10 1 2 3 4

Были проведены исследования зависимости ширины сигнала магнитогальванического эффекта от давления Ыг. Результат представлен на рис.27, зависимость полуширины

сигнала АН магнитогальванического эффекта от давления неона, которая хорошо соответствует линейной зависимости: ДН(0.76 ± 0.03)Э + (1.22± 0.20) Э/Торр Р(Торр)

н. Э

Рис.27.Зависимость ширины сигнала магнитогальванического эффекта от давления Ие

О» р

В следующих параграфах представлены результаты экспериментов, в которых детально исследованы возможные механизмы образования МГЭ и влияния выстраивания метастабильного состояния У^ и на магнитогальванический сигнал.

В параграфе 8.5. представлены результаты прямого влияния резонансного лазерного излучения А.=640.2нм переходе (1$$-2р<)) на магнитогальванический сигнал в полом катоде.

В Главе 9 описан эксперимент по наблюдению выстраивания основного состояния N02 при лазерном возбуждении.

В эксперименте регистрировалось изменение поляризации луча Аг+ лазера, прошедшего через кювету с N02, помещенную в поперечное магнитное поле. Все особенности геометрии, в которой магнитное поле перпендикулярно направлению лазерного луча, описано в главе 2. В такой геометрии эксперимента проявляются дихроизм и двулучепреломление, т.е. различие коэффициентов поглощения и преломления для лучей света, линейно поляризованных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Источником облучения был одночастотный стабилизированный Аг+- лазер с длиной волны Х= 476.4 нм. Стабилизация частоты лазера производилась методом привязки к собственной частоте внешнего опорного конфокального интерферометра. Флуктуация частоты лазера относительно значения, заданного опорным интерферометром, при включенной системе АПЧ не превышала 1 МГц при времени усреднения от 2 до 5 мин. Пример экспериментально регистрированного, после 2 минутного усреднения, резонанса показан на рис.28.

Рис.28. Зависимость интенсивности прошедшего света от магнитного поля.

Резонансное изменение поглощения при наложении магнитного поля можно объяснить разрушением выстраивания поглощающего вращательного состояния, принадлежащего основному (0,0,0) Х2А\ состоянию. Как известно [7], возбужденное колебательное состояние (0,1,0) находится на расстоянии ~ 750 см"1 и при комнатной температуре его населенность на порядок меньше состояния (0,0,0). Полоса поглощения в области 476 нм при Т ~ 300 °К довольно широкая (около 20А°). При комнатной температуре, вращательные уровни N02 с энергией вплоть до 200 см*1 могут быть существенно заселены, поэтому идентификация нижнего вращательного состояния резонанса не может быть проведена. Плотность колебательных состояний в области 21000 см*1 (20990 см*1 => 476.4 нм.) не меньше 0.1см'1, поэтому вращательные полосы перекрываются. Несмотря на это, предполагая, что к молекуле N02 можно применить 1-схему связи моментов, удается провести оценки возможности формирования сигнала в поглощении при указанных выше условиях эксперимента. Сверхтонкие компоненты (Р", Р'), полностью перекрываются. Резонансное, выделяемому переходу Ы'У'—»N',.1', лазерное поле Е будет создавать выстраивание на соответствующих сверхтонких состояниях Р Выстраивание описывается компонентами тензора ркч (Р8",Р/) и, для выбранной геометрии эксперимента, во втором порядке по полю, зависят от магнитного поля только компоненты р2±2 (Р Е, Р у).

Для изменения относительной интенсивности поглощенного света, зависящего от выстраивания, выражение для сигнала 5 на заданном сверхтонком переходе можно записать в

ВВДе: 5ГГ РЫСК П^ЫМ/1 1 21Л 1 2и„ „ ,

1

где с!^-^• - дипольный момент перехода между соответствующими Е-состояниями, Е2 - интенсивность ответственного за выстраивание лазерного поля, пр - населенности состояний. П/г- ларморовская частота, ур— константа затухания когерентности. Проведенные расчеты для различных значений N. Р показали, что несмотря на

суммирование вкладов с разными знаками, во всех рассмотренных случаях, суммарный сигнал сохраняет знак. Самый существенный вклад вносят наиболее интенсивные сверхтонкие компоненты. Таким образом, в рамках этой упрощенной модели качественно объясняется наблюдаемый в нашем эксперименте резонанс, который обусловлен выстраиванием сверхтонких компонент Р" какого-либо резонансного лазерному облучению перехода (N",1" —► N',.1'). Этот результат косвенно подтверждает и гипотезу М.П. Чайки о выстраивании основного состояния ЫОг в эксперименте \Vebera [8].

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Созданы лазерные источники излучения (He-Ne лазер, лазер на красителе родами 6Ж, Аг+ лазер), перестраиваемые в широком диапазоне длин волн и имеющих долговременную нестабильность частоты излучения не менее чем 10"9.

2. Разработаны и реализованы методы контроля положения частоты излучешм перестраиваемых лазеров внутри спектральной линии.

3. В прямом эксперименте измерено спектральное поведение скрытого выстраивания, а так же влияние скрытого выстраивания на контур спектральной линии 607.4 нм в Ne. Показано согласие с теорией, разработанной М.П.Чайкой.

4. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения дихроизма и двулучепреломления обусловленные выстраиванием резонансного ls4 состояния и метастабильного Iss состояния в плазме газового разряда в неоне.

5. Обнаружено новое явление самоориентации атомов в плазме газового разряда Ne и Не. Предложена модель явления, подтвержденная экспериментом.

6. Разработаны методы оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии для измерения времен жизни поглощающих состояний и сечений столкновений в Ne.

7. Получены результаты оптико-магнитных поляризационных измерений выстраивания метастабильного состояния Iss в Ne и его связь с поведением магнитогальванического эффекта в неоне.

8. Обнаружен эффект разрушения магнитогальванического сигнала под действием резонансного лазерного излучения.

9. Реализован прямой эксперимент по наблюдению выстраивания основного состояния молекулы NO2.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Полищук В.А., Хартунг К., Тодоров Г.Ц.,Чайка М.П. Продольное выстраивание рабочих уровней He-Ne лазера//Оптика и спектр. 1973, т.34, в.2 с. 1220-1222.

2. Павлов A.B.,Полшцук В.А., Чайка М.П. Аномалии фарадеевского вращения в разряде в Ne в слабых магнитных полях,// Оптика и спектроск.1979 т.47 в.1с.37-41.

3. Павлов A.B..Полищук В.А., Чайка М.П. Дихроизм в разряде постоянного тока в Ne,// Оптика и спектр. 1980 т.45 B.5.C.998-1000

4. Полищук В.А., Павлов A.B., Использование метода пассивного резонатора для создания режима одночастотной перестраиваемой генерации, // Сборник Электронная ехника 1980 сер.8в.4(8) с.97-101.

5. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Расширение диапазона перестройки лазера на красителе с помощью внутренних интерферометров, //Оптика и спектроск. 1982 т.52, в.6, С.1088-1090.

6. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Скрытая» анизотропия столкновений в низкотемпературной плазме низкого давления, // Оптика и спектроск. 1985 т.52 в.2.с.474-475.

7. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Преобразование скрытого выстраивания в ориентацию в плазме низкого давления, // Оптика и спектроск. 1985 т.59 в.5 С. 1008-1011.

8. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Эксперименты по наблюдению ориентации в плазме, //1986 т.60 В.1.С.20-25.

9. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Привязка частоты перестраиваемого лазера к атомным линиям при помощи фарадеевской ячейки, // Журнал прикладной спектроскопии 1986 т.45 в.З с.382-386, ...

10. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Аномальное магнитное вращение в разряде Ne наведенное анизотропными столкновениями, // Сборник научных трудов, 1987» Рига: ЛГУ им П.Стучки, С.71-75.

11. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Возникновение самоориентации в плазме газового разряда, // Труды XI Национальной конференции по атомной спектроскопии с международным участием. 1986 г.Варна НРБ с.217-220.

12. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Аномальное поведение эффекта Ханле при лазерном возбуждении.// Сборник научных трудов "Оптическая ориентация атомов и молекул"ВСОАМ,1989,вып2.С64-70.

13. Жечев Д., Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Магнитогальванический эффект в разряде постоянного тока в Ne. // Оптика и спектр. 1990, Т.69, в.2, с.474-475.

14. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Оптикомагнитные эффекты в плазме тлеющего разряда Ne на переходе 2рз -IS4. // Оптика и спектр. 1991 т.71 в.1 с.46-52.

15. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Экспериментальное наблюдение выстраивания метастабильного состояния lss неона в плазме. // Оптика и спектр. 1996 т.81 в. с.369-371.

16. Alipieva Е.А., Lukomskiy N.G., Polischuk V.A., Level population in the Hanle signals under laser excitation. //Optics communication 107 (1994), p.223-226.

17. Алипиева Э., Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Особенности резонансного рассеяния вперед на переходе 23Р - 33D гелия. // Оптика и спектр. 1997 т.83 №3 420-426.

18. Полищук В.А., Машек И.Ч., Конфокальный интеферометр сволоконно-оптическим вводом,используемый для оптического дискриминирования частоты.// 2-я Национальная конференция "Лазеры и их применение" Болгария, Пловдив. 1988. Тузисы докл. с.32 .

19. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Машек И.Ч.,Чайка М.П., Контур линии флуоресценции, возбужденной в плазме низкого давления в неоне. // Оптика и спектр. 1988 т.65. с.988-990

20. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Машек И.Ч.,Чайка М.П.,Влияние выстраивания на форму контура линии в плазме газового разряда.,// XX Всесоюзный съезд по спектроскопии.Тезисы док.Киев,1988. 1. с.46.

21. Lukomskiy N.G., Polischuk V.A.,Chaika М.Р. Influence of hidden alignment on opticscharacteristics in Ne plasma. // VI European Conference on Atomic and Molecular Physics.Riga 1992,p. 131.

22. Лукомский Н.Г., Полищук B.A., Чайка М.П., Некоторые новые эксперименты по магнитогальваническому эффекту. // Опт. и спектр. 1996, т.81, № 2, 289-290.

23. Alipieva E.,Mabdadjiev S.,Polischuk V.A. Investigation of magneto-optical Effect in transverse field in He., Physica Scr., 1997, V. 55,p.330.

24. Polischuk V.A. Experimental investigation of Hidden alignment in Ne plasma by linear laser spectroscopy, 32 EGAS Vilnus 4-7 July, 2000. p.332,P2-60.

25. Лукомский Н.Г., Полищук B.A., Чайка М.П.,К вопросу происхождении магнитогальванического эффекта в плазме в Ne.//OnT. и спектр. 2002, т.93, № 4 с.533-536

26. Polischuk V.A.,Todorov G,.Chaika, Petrov L, Slavov D.G., Magnetic Resonance in a Strong Laser Field.//Proc. of SPIE v5226,(2003 ) p. 139-142.

27. Polischuk V.A.,Todorov G,.Chaika M.P, , Slavov D.G Hanle Absorption Resonances with Laser Excitation of the Neon 3s2-2p4 Transition.// Proc. of SPIE v5226, (2003 ) p. 144-148.

28. Polischuk V.A.,Todorov G,.Chaika M.P,.Petrov L, Influence of parasitic magnetic field on coherence resonances in a strong laser field,//Proc. of SPIE 2004, v5449, p.380-387.

29. Polischuk V.A.,Todorov, Petrov L, Rashev S., Ar+ Laser induced ground sublevels alignment of N02 in a room temperature cell, // 13 International school on quantum electronics. Laser physics and application 20-24 Sep.(2004) Bulgaria,Burgas Abstracts p.69.

30. Polischuk V.A.,Todorov, Petrov L, Rashev S., Alignment of the NO2 ground sublevels using on Ar* single mode laser. // 8-th EPS Conference on Atomic and Molecular Physics,61 OJuly2004,Rennes,France,vol.28F,PartII,p.2.120.

31. Полищук В.А., Тодоров Г.Ц., Наблюдение выстраивания основного состояния NO2 при лазерном возбуждении. // Оптика и спектр.2005 Т.99, В.1, С.5-7.

32. Polischuk V.A.,.Petrov L.,SIavov D.,Arsov V., Mihailov M.,Todorov G.,Magneto-galvanic effect in hollow cathode lamp-new experimental investigation.,//14-th Int.Summer School VEIT 12-16 September Sunny Beach Bulgaria, 2005, PA32, pp.60-61.

Цитируемая литература.

1. Чайка М.П. Интерференция вырожденных атомных состояний. Ленинград, Изд.ЛГУ, 1975, 192 с.

2. Чайка М.П. Сужение контура спектральной линии при пленении излучения. // Опт. и спектр. 1971, Т.31, В.4, С.513-519.

3. Чайка М.П. Скрытое выстраивание возбужденных атомов при изотропном возбуждении.

// Опт. и спектр. 1971, Т.30, В.5, С.822-829.

4. Шефер Ф.П. Лазеры на красителях. Мир. Москва, 1976, 278 С.

5. Чайка М.П. Поглощение света парами со скрытым выстраиванием. // Опт. и спектр. 1971, Т.31.В.5, С.670-676.

6. Картошкин В.А., Клементьев Г.В., Мельников В.Д. Деполяризация атомов гелия при столкновении с полекулами азота. // Тез.доклада Всесоюзного семинара по оптической ориентации атомов и молекул. Ленинград, 1986, с. 113-114.

7. Delon A., Jost R,// J.Chem Phys.1991, vol,95 (8), p.5685.

8 Weber H.G„Bylicki F.,G.Miksch G., Inversion of polarisation by light-induced Stabilization. //Phys.Rev.A, 1984,vol. A30,p.270-275..

9. Ребане B.H Ребане Т.К. Взаимопревращение различных типов поляризаций при столкновениях в однородном магнитном поле. //Опт. и спектр, т.30. в.2.с.367-369.

10. Им Тхек-де, Сапрыкин Э.Г.,Шалагин A.M. Некоторые аномалии поглощения световой волны средой, помещенной в магнитное поле. // Опт.и спектр. 1973, Т.35, В.2, С.202-204.

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ.

Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 09.11.05 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз., Заказ № 267/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 428-43-00.

Глава 1. Обоснование темы исследований.

Глава 2. Влияние скрытого выстраивания на контур спектральной линии.

2.1 Поглощение света в среде со скрытым выстраиванием.

2.1.2 Эксперимент в аксиальном магнитном поле.

2.1.3 Эксперимент в поперечном магнитном поле.

2.1.4 Поляризационный метод исследования дихроизма.

2.2 Одночастотный перестраиваемый стабилизированный

Не -Ne лазер 63 мкм.

2.2.1 Конструкция селектора.

2.2.2 Стабилизация частоты He-Ne лазера автоматическая подстройка частоты).

2.3 Исследование распределения скрытого выстраивания внутри контура спектральной линии.

2.4 Измерение кинсташы распада выстраивания уровня 2р4 Ne по сигналам дихроизма.

Глава 3. Исследование формы контура спектральной линии флуоресценции.

Глава 4. Ориентация атомов в разряде неона.

4.1 Введение.

4.2 Описание методики эксперимента (геометрия Фарадея).

4.2.1 Оценка чувствительности геометрии Фарадея.

4.3 Экспериментальная установка.

4.3.1 Лазер на красителе.

4.3.2 Расширение диапазона перестройки длины волны лазера на красителе.

4.3.3 Привязка частоты лазера к атомным линиям при помощи Фарадеевской ячейки.

4.3.4 Оценка точности метода привязки частоты лазера при помощи Фарадеевской ячейки.

4.3.5 Выбор оптимальных условий в разряде для Фарадеевской ячейки.

4.3.6 Описание электронной части системы привязки.

4.4 Эксперименты в аксиальном магнитном поле.

4.5 Интерпретация результатов эксперимента.

4.5.1 Влияние анизотропии столкновений на преобразование поляризаций света флуоресценции.

4.5.2 Модель образования наблюдаемых сигналов.

4.5.3 Оценка анизотропии столкновений.

4.5.4 Расчет формы сигнала.

4.5.5 Связь между ориентацией и интенсивностью прошедшего света.

Глава 5. Экспериментальная проверка модели преобразования скрытого выстраивания в ориентацию.

5.1 Измерение зависимости угла поворота плоскости поляризации и дихроизма от частоты на линии 607.4 нм.

5.2 Измерение константы распада выстраивания уровня IS4 Ne по сигналам ориентации.

Глава 6. Дихроизм и двулучепреломление обусловленное выстраиванием. Эксперименты в поперечном магнитном поле.

6.1 Методика эксперимента и результаты.

6.2 Интерпретация результатов эксперимента.

Глава 7. Исследование ориентации метастабильного состояния ls в неоне. Наблюдение ориентации в гелии.

7.1 Наблюдение сигналов ориентации на метастабильном уровне Ne 1 s5.

7.2 Оценка величины выстраивания метастабильного уровня ls5.

7.3 Наблюдение сигналов ориентации в Не на переходе 33D-23P, и 33D-23P2.162.

Глава 8. Магнитогальванический эффект в разряде в Ne.

8.1 Эксперимент и его результаты.

8.2. Обсуждение результатов эксперимента.

8.3 Эксперименты по выяснению происхождения. магнитогальванического эффекта.

8.4 Обсуждение происхождения магнитогальванического эффекта.

8.5. Прямое влияние резонансного лазерного излучения на магнитогальванический сигнал в полом катоде.

Глава 9. Выстраивание основного состояния молекулы N при лазерном возбуждении.

9.1 Экспериментальная установка.

9.2 Результаты эксперимента и обсуждение.

Основные результаты работы.

4.2 Описание методики эксперимента (геометрия Фарадея).61

4.2.1 Оценка чувствительности геометрии Фарадея.624.3 Экспериментальная установка.654.3.1 Лазер на красителе.674.3.2 Расширение диапазона перестройки длины волны лазера на красителе.704.3.3 Привязка частоты лазера к атомным линиям при помощи Фарадеевской ячейки.764.3.4 Оценка точности метода привязки частоты лазера при помощи Фарадеевской ячейки.794.3.5 Выбор оптимальных условий в разряде для Фарадеевской ячейки.804.3.6 Описание электронной части системы привязки.844.4 Эксперименты в аксиальном магнитном поле.874.5 Интерпретация результатов эксперимента.934.5.1 Влияние анизотропии столкновений на преобразование поляризаций света флуоресценции.934.5.2 Модель образования наблюдаемых сигналов.984.5.3 Оценка анизотропии столкновений.994.5.4 Расчет формы сигнала. 1034.5.5 Связь между ориентацией и интенсивностью прошедшего света.111Глава 5. Экспериментальная проверка модели преобразованияскрытого выстраивания в ориентацию.1145.1 Измерение зависимости угла поворота плоскости поляризации идихроизма от частоты на линии 607.4 нм.1165.2 Измерение константы распада выстраивания уровня IS4 Neпо сигналам ориентации.125%Глава 6. Дихроизм и двулучепреломление обусловленное выстраиванием. Эксперименты в поперечном магнитном поле.1296.1 Методика эксперимента и результаты.1296.2 Интерпретация результатов эксперимента.134Глава 7. Исследование ориентации метастабильного состояния ls5в неоне. Наблюдение ориентации в гелии.1557.1 Наблюдение сигналов ориентации на метастабильном уровне Ne 1 s5. 1557.2 Оценка величины выстраивания метастабильного уровня ls5.1607.3 Наблюдение сигналов ориентации в Не на переходе 33D-23P,и 33D-23P2.162.

Глава 8. Магнитогальванический эффект в разряде в Ne.1678.1 Эксперимент и его результаты.1678.2. Обсуждение результатов эксперимента.1718.3 Эксперименты по выяснению происхождения.магнитогальванического эффекта.1748.4 Обсуждение происхождения магнитогальванического эффекта.1848.5. Прямое влияние резонансного лазерного излучения намагнитогальванический сигнал в полом катоде.192Глава 9. Выстраивание основного состояния молекулы N02при лазерном возбуждении.1999.1 Экспериментальная установка.2009.2 Результаты эксперимента и обсуждение.206Основные результаты работы. 210Заключение. 211Литература212

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Созданы лазерные источники зондирующего излучения (He-Ne лазер, лазер на красителе родами 6Ж, Аг+ лазер), перестраиваемые в широком диапазоне длин волн и имеющих долговременную нестабильность частоты излучения не менее чем 10"9.

2. Разработаны и реализованы методы контроля положения частоты излучения перестраиваемых лазеров внутри спектральной линии.

3. В прямом эксперименте измерено влияния выстраивания на контур спектральной линии 607.4 нм в Ne. Показано согласие с теорией, разработанной М.П.Чайкой.

4. Разработаны и реализованы в прямом эксперименте измерения дихроизма и двулучепреломления обусловленные выстраиванием резонансного ls4 состояния и метастабильного ls5 состояния в плазме газового разряда в неоне.

5. Обнаружено новое явление самоориентации атомов в плазме газового разряда Ne и Не. Предложена модель явления, подтвержденная экспериментом.

6. Разработаны методы оптико-магнитной поляризационной лазерной спектроскопии для измерения времен жизни поглощающих состояний и сечений столкновений в Ne.

7. Представлены результаты оптико-магнитных поляризационных измерений выстраивания метастабильного состояния ls5 в Ne и его связь с поведением магнитогальванического эффекта в неоне.

8. Обнаружен эффект разрушения магнитогальванического сигнала под действием резонансного лазерного излучения.

9. Реализован прямой эксперимент по наблюдению выстраивания основного состояния молекулы N02.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В заключение хочу выразить мою бесконечную признательность моему Учителю профессору Марии Павловне Чайка, которая научила автора физике. Терпеливо отсеивавшей все глупости и заблуждения. Большинство идей Марии Павловны осуществлено в этой работе.

Без участия профессора Николая Ивановича Калитеевского не состоялось бы многое из задуманного.

Выражаю огромную признательность всему коллективу кафедры общей физики - 1 физического факультета СпбГУ за поддержку и доброжелательное отношение.

1. Hanle W. Uber magnetische Beeinflussung der Polarisation der Resonanzfluoreszenz. // Zeit.f.Physik, 1924,Bd.30, S.93-105.

2. Александров Е.Б. Оптические проявления интерференции невырожденных атомных состояний. // УФН, 1972, Т. 107, В.4, С.595-622.

3. Чайка М.П. Интерференция вырожденных атомных состояний. Ленинград, Изд.ЛГУ, 1975, 192 с.

4. Александров Е.Б.Двостенко Г.И.,Чайка М.П. Интерференция атомных состояний. Москва, Наука, 1991, 256 с.

5. Александров Е.Б., Запасский B.C. Лазерная магнитная спектроскопия. М.Наука, 1986, 280 С.

6. Атутов С.Н., Раутиан С.Г.,Родионов Г.Д., Сапрыкин Э.Г., Шалагин A.M. Методы поляризационной спектроскопии в исследовании релаксационных характеристик системы вырожденных состояний. //Автометрия, 1979, №4, С.30-40

7. Казанцев С.А. Астрофизические и лабораторные приложения явления самовыстраивания.//УФН, Т. 139,В.4, С.621-665.

8. Каллас X., Чайка М.П. Выстраивание возбужденных состояний неона в разряде постоянного тока. // Опт. и спектр. 1969, Т.27, В.2, С.694-696.

9. Чайка М.П. Скрытое выстраивание возбужденных атомов при изотропном возбуждении. // Опт. и спектр.1971, Т.30, В.5, С.822-829.

10. Чайка М.П. Сужение контура спектральной линии при пленении излучения. // Опт. и спектр. 1971, Т.31, В.4, С.513-519.

11. Чайка М.П. Поглощение света парами со скрытым выстраиванием. // Опт. и спектр. 1971, Т.31, В.5, С.670-676.

12. Борн М. Оптика. Харьков. ГНТИУ, 1937, 800 с.

13. Им Тхек-де, Сапрыкин Э.Г.,Шалагин A.M. Некоторые аномалии поглощения световой волны средой, помещенной в магнитное поле. // Опт.и спектр. 1973, Т.35, В.2, С.202-204.

14. Родионов Г.Д., Сапрыкин Э.Г. Происхождение аномальной зависимости коэффициента линейного поглощения на длине 633 нм в неоне от величины продольного магнитного поля.// Опт. и спектр. 1986, Т.60, В.4, С.701-705

15. Родионов Г.Д., Сапрыкин Э.Г. Метод формирования разностного резонанса с помощью поляризационной призмы. // Автометрия, 1985, №.6, С.95-98.

16. Николаев Г.Н., Раутиан С.Г.,Родионов Г.Д., Сапрыкин Э.Г., Магнитооптический резонанс в линейном поглощении обусловленный анизотропными столкновениями.// Опт. и спектр. 1986, Т.60, В.2, С.244-250.

17. Сапрыкин Э.Г., Селезнев С.Н., Сорокин В.А. Наблюдение аномальных оптикомагнитных резонансов двулучепреломления и дихроизма на переходе 3s2 2р4 неона.// Письма в ЖЭТФ, 1989, Т.50, В.7, С.316-319.

18. Сапрыкин Э.Г., Селезнев С.Н., Сорокин В.А. Оптко-магнитные резонансы дихроизма и двулучепреломления, обусловленные самовыстраиванием атомов в разряде при произвольной ориетации магнитного поля. // Опт. и спектр. 2001, Т.91, №2, С.313-319.

19. Сапрыкин Э.Г., Селезнев С.Н., Сорокин В.А. Двойное лучепреломление вне линий поглощения газоразрядной плазмы в слабых магнитных полях. // Опт. и спектр. 1998, Т.85, №5, С.721-728.

20. Им Тхек-де, Раутиан С.Г., Сапрыкин Э.Г.,Шалагин A.M. Нелинейная зееман-спектроскопия на переходе 3s2 2р4 неона.//Опт. и спектр. 1980, Т.49, В.З, С.438-446.

21. Сапрыкин Э.Г., Селезнев С.Н., Сорокин В.А. Формирование аномальных оптико-магнитных резонансов в неоне на переходе 3s2 2р4. II ЖЭТФ, 1992, Т.102, С.14.

22. Раутиан С.Г., Сапрыкин Э.Г. Контуры и ширины оптико-магнитных резонансов самовыстраивания при обмене магнитной когерентностью уровней, индуцированным собственным излучением разряда. // Опт. и спектр. 2002, Т.92, №3, С.385-395.

23. Сапрыкин Э.Г., Селезнев С.Н., Сорокин В.А. Спектроскопические проявления насыщения оптических переходов собственным излучением.

24. ЖЭТФ, 2003, Т.124, В.6(12), С.1-12.

25. Чайка М.П. Скрытое выстраивание возбужденных состояний атомов газа при изотропном облучении. // Опт. и спектр. 1971, Т.30, В.5, С.822-828.

26. Чайка М.П. Сужение контура спектральной линии выстраиванием при пленении излучения.// Опт. и спектр. 1971, Т.31, В.4, С.513-519.

27. Павлов А.В., Полищук В.А.,Чайка М.П. Аномалии фарадеевского вращения в разряде в неоне в слабых магнитных полях. // Опт. и спектр., 1979, Т.47, В.1, С.37-41.

28. Джерард А., Бёрч Дж.М. Введение в матричную оптику.М.,Мир, 1978,341С.

29. Дьяконов М.И., Перель В.И. К теории газового лазера в магнитном поле. // Опт. и спектр. 1966, Т.20,Вып.З, С.472-480.

30. Галутва Г. В., Рязанцев А. И. Селекция типов колебаний и стабилизация частоты оптических квантовых генераторов.//М., «Связь», 1972. 59 С.

31. Степанов Д. II. Стабилизация частоты и частотные флуктуации генерации He-Ne лазера.// Изв. вузов. Радиофизика, 1968, т. 11, вып. 4.

32. Галутва Г. В., Рязацев А.П. Резонатор с термокомпенспрованнон стабилизацией для газового лазера.//В кн.'«Квантовая электроника»,вып. 2, М., «Сов. радио», 1971

33. Троицкий Ю.В. Резонатор для оптического квантового генератора.

34. Авт. свидетельство № 326677. «БИ», 1972, № 4.

35. Троицкий Ю.В. Одночастотпая генерация в газовых лазерах. Новосибирск, «Наука», 1975. 160 С.

36. Bloom A.L. Gas Lasers. // Proc. IEEE, 1966.V.54, N 10, P.39-55.

37. Павлов A.B., Полищук B.A.,Чайка М.П. Дихроизм в разряде постоянного тока в Ne. // Опт. и спектр., 1980,Т.49, В.5, С.998-1000.

38. Верный Е.А., Соколова Е.Ю., Изотопическое смещение частоты генерации газовых лазеров./УЖурнал прикладной спектроскопии., 1967, №6, С.260-261

39. Лукомский Н.Г., Машек И.Ч.,Полищук В.А., Чайка М.П.// Контур линии флуоресценции, возбужденной в плазме низкого давления в неоне. Опт. и спектр. 1988, Т.65, В.4, С.988-990

40. Шефер Ф.П. Лазеры на красителях. Мир. Москва, 1976, 278 С.

41. МашекИ.Ч.,Чайка М.П. Многоканальный интерферометр для доплеровской анемометрии. //№4985-83, Деп. от 1.09.1983, ВИНИТИ 12С.

42. Машек И.Ч., Полищук В В.А. Конфокальный интерферометр с волоконно-оптическим вводом, используемый для оптического дискриминирована частоты./ЛГезисы доклада II Национальной конференции "Лазеры и их применение", Болгария, Пловдив, 1988,С32.

43. Николаев Г.Н. Раутиан С.Г. Родионов Г.Д. Сапрыкин Э.Г. Экспериментальное обнаружение влияния анизотропных столкновения на поглощение света в неоне.// Препринт ИАиЭ СО АН СССР. Новосибирск 1985 №283.

44. Борн М.Оптика .Харьков .ГНТИУ. 1937. 800С.

45. Щ е ф е р П. Лазеры на красителях. «Мир», М., 1976. 329 С.

46. Павлов А.В. Полищук В.А. Использование метода пассивного резонатора для создания режима одночастотной перестраиваемой генерации лазера. // Электронная техника. Сер.8 Управление качеством, метрология, связью 1980. вып.4 с.97-101.

47. Бельтюгов В.Н. Наливайко В.И Плеханов А.И. Сафронов В.П. Одночастотный импульсный лазер на красителе с отражающим интерферометром.//Квантовая электроника. 1981. Т.8.№6. с. 1382-1384.

48. Бетеров И. М., Василенко J1.C., Захаров М.И. Исследование свойств излучения непрерывного лазера на красителе. В кн."Лазеры с перестраиваемой частотой" Новосибирск. 1980. С.48-67.

49. Анохов С.П., Марусий Т.Я., Соснин М.С. Перестраиваемые лазеры. М.1. Радио и связь 1982.359 С.

50. Бетеров И.М. Матюгин Ю.А. Высокостабильный газовый лазер на основе нелинейного поглощения (Х=633 нм), ч.1. Методы стабилизации частоты мощных газовых лазеров. //Автометрия 1972.№5. с.59-70.

51. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. ФМ. М. 1963.Л. 640 С.

52. Лоренц Г.А. Теория электронов -ОНТИ, 1934, 149С.

53. Раутиан С.Г. Собельман И.И. Влияние столкновений на доплеровское уширение спектральных линий.// УФН. 19066. т.90.в.2. с.202-236.

54. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.-Л. 1963.

55. Дьяконов М.И. Перель В.И. Релаксация когерентности при диффузии резонансного излучения. //ЖЭТФ. 1964. т.47. с. 1483-1495.

56. Дьяконов М.И. Перель В.И. Релаксация когерентности возбужденных атомов при столкновениях.//ЖЭТФ. 1965.т.48.с.345-352.

57. Ребане В.Н. Деполяризация резонансной флуоресценции при анизотропных столкновениях.// Опт.и спектр. 1968.т.24.вып.3.с.309-315.

58. Ребане В.Н Ребане Т.К. Взаимопревращение различных типов поляризаций при столкновениях в однородном магнитном поле. //Опт. и спектр. т.ЗО. вып.2.с.367-369.

59. Раутиан С.Г, Рудавец А.Г. Шалагин A.M. в книге Нелинейная оптика, труды VI Вавиловской конференции.Новосибирск 1979.с. 116.

60. Николаев Г.Н., Раутиан С.Г. Эффект ветра в одно- и двух-фотонных магнитооптических процессах.// Препринт ИАиЭ СО АН СССР Новосибирск 1985 №251

61. НиколаевГ.Н., РаутианС.Г., Родионов Г.Д., Сапрыкин Э.Г. Экспериментальное обнаружение влияния анизотропных столкновения на поглощение света в неоне.// Препринт ИАиЭ СО АН СССР. Новосибирск 1985 № 283.

62. Казанцев С.А.,Мищенко Е.Д.,Телбизов Т.К.,Чайка М.П. Константа распада 3pi состояния неона.// Опт. и спектр. 1978, т.45, в.4, с.816-819.

63. Груздев П.Ф.,Логинов А.В. Радиационное время жизни уровней конфигурации 2p5ms, 2p5np,2p5nd неона. // Опт. и спектр. 1973, т.35, в.1,с/3-7

64. Казанцев С.А., Рысь А.Г., Чайка М.П., Выстраивание возбужденных атомов электронным ударом в разряде. // Опт. и спектр. 1983, т.54, в.2, с.214-218.

65. Phelps A. Lifetime of imprisoned resonance radiation in neon. //Phys.Rev.,1955,vol.100, p.1230-1235.

66. Knustautas E.J., Dronin R., Experimental oscillator strengths for UV resonance transitions in Nel, II, III. // Astron. And Astrophys., 1974, vol.74, pp.145-149.

67. Chamoun E., Lombardi M., Carre M., Gaillard M.L. Etud de relaxation des niveaux de l'helium exci tes par impact d'ions lourds. Orientation initialement alignes. // J.Phys. (France), 1977, v.38, No.6, pp.591-598.1 3

68. Bhaskor N.D.,Lurio A. Lifetime of the ls2 ( pi) and ls4 ( pi) levels of neon by the cascade Hanle-effect. // Phys.Rev.A, 1976, v. 13, No.4. pp. 1484-1496.

69. Лукомский Н.Г., Полищук B.A., Чайка М.П., Аномальное магнитное вращение в разряде Ne наведенное анизотропными столкновениями,

70. Сборник научных трудов, 1987, Рига: ЛГУ им П.Стучки, С.71-75.

71. Павлов А.В.,Полищук В.А., Чайка М.П. Дихроизм в разряде постоянного тока в Ne,// Опт. и спектр. 1980 т.45 вып.5, с.998-1000

72. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Оптикомагнитные эффекты в плазме тлеющего разряда Ne на переходе 2р3 -ls4. // Опт. и спектр. 1991 т.71 вып. 1 с.46-52.

73. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров.-М, Наука, 1977,319 С

74. Чайка М.П. Анизотропия движения электронов в положительном столбе разряда. // Опт. и спектр. 1994, т.11, в.6, с.882-886.

75. Carrington C.G.,Corneg A., Preassure broadeanin of the Hanle effect in a neon discharge.//J.Phys.B. Atom.Molec.Phys. 1971,vol.4.pp.849~869.

76. Фриш С.Э., Тиморева A.B. Курс физии. Л, 1979. 250 С.

77. Shang S.,Setser D.W. Radiative lifetimes and two-body deactivation rate constants for Ar(3p5,4p) and Ar(3p5,4p) states.// J.Chem.Phys. 1978, Vol.69, pp.3885-3897.

78. Рогова И.В. Влияние выстраивания на коэффициент поглощения света в газовой среде. // Опт. и спектр. 1974, т.37,в.1, с.8-12.

79. Атаджанов М.Р., Котликов У.Н., Чайка М.П. Выстраивание метастабильного состояния Cdl в газовом разряде. // Опт. и спектр. 1981, т.50, в.5, с.817-819.

80. Дашевская Е.И., Никитин Е.Е., Уманский С .Я. Выстраивание атомов при столкновениях.// Тез.докл.1Х Всесоюзной конференции по физике электронных и атомных столкновений. 1984,Рига, с.77.

81. Дашевская Е.И. Расчет сечений столкновительного выстраивания атомов с собственным моментом J=l. //Тез.докл.ГХ Всесоюзной конференции по физике электронных и атомных столкновений. 1984,Рига, с.76

82. Жечев Д., Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Магнитогальванический эффект в разряде постоянного тока в Ne. // Оптика и спектр. 1990, Т.69, в.2, с.474-475.

83. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., "Скрытая" анизотропия столкновений в низкотемпературной плазме низкого давления, // Оптика и спектроск. 1985 т.52 в.2.с.474-475.

84. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Преобразование скрытого выстраивания в ориентацию в плазме низкого давления, // Оптика и спектроск. 1985 т.59 в.5 С.1008-1011

85. Картошкин В.А., Клементьев Г.В., Мельников В.Д. Деполяризация атомов гелия при столкновении с полекулами азота. // Тез.доклада Всесоюзного семинара по оптической ориентации атомов и молекул. Ленинград, 1986, с.113-114.

86. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П., Оптикомагнитные эффекты в плазме тлеющего разряда Ne на переходе 2р3 -ls4. // Оптика и спектр. 1991 т.71 в. 1 с.46-52.

87. Очкин В.Н., Преображенский Н.Г., Шапарев Н.Я. // Оптогальванический Эффект в ионизованном газе. М. Наука, 1991

88. Optogalvanic Spectroscopy /Ed. By Stewart R.S.,Lawler J.E. Conf.Ser.Institute of Physics. 1991.

89. Doughty D.K., Lawler J.F., Model of optogalvanic effect in the neon positiv column. //P hys.Rev.A. 1983,Vol.28, pp.773-780.

90. Гуделев В.Г., Ясинский B.M., Аномальное поведение разрядного тока гелий-неоновой смеси под действием поперечного магнитного поля. //ЖТФ., 1983, Т.53, В.6, С.1213-1215.

91. Очкин В.Н., Преображенский Н.Г., Соболев Н.Н., Шалаев Н.А. Оптогальванический эффект в плазме и газе.// УФН. 1986, т.148.с.473-507.

92. Жечев Д.,Лукомский Н.Г.,Полищук В.А.,ЧайкаМ.П., Магнитогальванический эффект в разряде постоянного тока в Ne. // Оптика и спектр. 1990, Т.69, в.2, с.474-475.

93. Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизованные газы. М.1976. 216 С.

94. Аналитическая лазерная спектроскопия. Под ред. Н.Оменетто. МЛ 982. 210с

95. Hannaford P., Gough D.S., Series G.W. Level-crossing optogalvanic spectroscopy.// J. de Phys., 1983,vol.44, pp.C7-107

96. SeriesG.V.Optogalvavic detection of atomic alignment. //Comments.Atom. Mol.Phys. 1981,vol.10,№5. pp.199-201.

97. Гуд ел ев В.Г., Шишаев А.В. Радиационный перенос неравновесного распределения атомов по скоростям по вырожденным подуровням основного состояния атома в условиях оптической накачки в интенсивном монохроматическом поле. // Письма в ЖЭТФ, 1993,т.58.с.501.

98. Сапрыкин Э.Г.,Селезнев С.Н.,Сорокин В.А. //Узкие зееман структуры в линейном поглощении неона. В тезисах ВСОАМ-11Д.1989.

99. Казанцев С.А.,Марков В.П.,Чайка М.П. Некоторые эксперименты по исследованию скрытого выстраивания.// Опт. и спектр. 1973, т.34.с.854-856.

100. Giraud-Cotton S., Kaftandjian V.P., Klein L., Magnetic optical activity in intense laser fields. // Physical review A, 1985, Vol.32, pp.2211

101. Ladenburg R., Dispersion in electrically excited gases. //Rev.Mod.Phys.,1933, Vol.5,pp.243-256.

102. Бакоши Й., Сигети Й., Среднее время жизни 2р-уровней неона. // Опт. и спектр. 1967, Т.23, С.478.

103. Dodd J.N., Level-crossing effects in optogalvanic spectroscoty, //J.Phys.Ser.B. 1983,Vol.16, pp.2721-2727.

104. Sirumia F.Non Linear Hanle effect: optogalvanic detection and application to power enhancement in gas laser. // J.de Phys. 1983, V.44, P.C7-117.

105. Julien L., Pinard M., Optogalvanic detection of optical pumping. // J.Phys.

106. Ser.B. 1982, Vol.15, pp.2881-2898.

107. Julien L., Pinard M., Optogalvanic detection of optical pumping. // J.de Phys.,1983, Vol.44, P.C7-129.

108. Pendrill L.R.,Pettersson M., Osterberg U., // J.de Phys., 1983, Vol.44, P.C7-489

109. Ю8.Чайка М.П.,Механизм магнитогальванического эффекта в положительномстолбе разряда в неоне. // Опт. и спектр. 1995, Т78, №1, С. 14-19.

110. Чайка М.П., Анизотропия движения электронов в положительном столбе разряда.// Опт. и спектр. 1994, Т.'77, №6,С.882-886.

111. Ю.Казанцев С.А., Астрофизические и лабораторные приложения явления самовыстраивания, //УФН, 1983, Т.139, С.621.

112. Полищук В.А., Чайка М.П., Тодоров Г.Ц., К вопросу о происхождении магнитогальванического эффекта в плазме в неоне. // Опт. и спектр.2002,

113. Todorov G., Karavassilev P., Zhechev D. On the Genesis of the Nagneto-Galvanic Effect in Neon Glow Discharge.// Phys.Scripta. 1989, v.57.p.634-636.

114. Петров JT, Арсов В., Полищук В.А.,Тодоров Г., Жечев Д. Аномальные динамические оптогальванические сигналы в разряде в полом катоде как спектральный репер.// Вестник С-Петербургского университета. Сер.4. 2005. Вып.2. С.34.

115. Раутиан С.Г. Коллапс спектральных структур из-за радиационного индуцированного обмена поляризацией.// ЖЭТФ, 1996, v.l 10, р.462

116. Weber H.G., Miksch G., Unexpected properties of a quantum mechanical system. // Phys. Letters,-1984,vol. 106A, № 5,6,p.239-245.

117. Gawlik W. (частное сообщение)

118. Чайка М.П., Самовыстраивание молекулярного пучка.//Опт.и спектр. 1986,1. Т.60, №6, с.1103-1106.

119. Дашевская Е.И, Никитин Е.Е., Поляризационные явления при рассеянии атомов. Л., 1987, 140 с.

120. Polischuk V.,Petrov L.,Slavov D.,Domelunksen V.,Todorov G. Stray magnetic field influence on Coherent Population Trapping Resonances. //ICONO/LAT 2005 International Conference on Coherent and Nonlinear Opt. May 11-15,St.Peterburg Russia.

121. Bonilla I.R.,Demtroder W. Level crossing spectroscopy of N02 Using Doppler redused laser excitation in molecular beam.// Chem.Phys.Letter 1978,v.53, №2, pp.223-227.

122. Delon A., Jost R, Laser induced dispersed fluorescence spectra of jet cooled". // J.Chem Phys. 1991, vol,95 (8), p.5685-5700.

123. Delon A., Jost R., Lombardi M. N02 jet cooled visible excitation spectrum .2 2 Vibronic chaos induced by the X Ai A B2 interaction.

124. J.Chem. Phys., 1991, Vol.95(8), pp.5701-5717.

125. Rashev S.,Moule D.C. Calculations on the vibrational level density in highly excited formaldehyde". //J. Chemical Physics , 2003, Vol. 295, pp. 109-117.

126. Chin. C. Lin, Theory of the fine structure of the microwave spectrum of N02". //Physical Review A,1959 Vol. 116,(4), pp.904-910.

127. Lobodzinski B.,Gawlik W., Multipole moments and trap states in forvard scattering of resonance light. // Phys.Rev.A 1996, V.54(3), P.2238 2252

128. Перель В.И., Автореферат докторской диссертации, 1966, ФТИ

129. Рогова И.В. Влияние выстраивания на коэффициент поглощения света вгазовой среде. //Опт. и спектр., 1974, т.37, в.1, с.8-12. 131 Лайка М.П. Поглощение света парами со скрытым выстраиванием. //Опт. и спектр 1971, т.31, в.5, с.670-675.т*

130. Chin. С. Lin , Theory of the fine structure of the microwave spectrum of N02". //Physical Review A,1959 V. 116,(4), P.904-910.