Спектроскопия поверхностных электромагнитных волн на границе раздела между твердым телом и газом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ГАЗА ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ

ТВЕРДОГО ТЕЛА.

1.1. Обзор исследований.

1.2. Теория оптического отклика газа, граничащего с твердым телом.

ГЛАВА 2. СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ В О Ж В ГАЗЕ.

2.1. Линейные спектры поглощения ПЭВ.

2.2. Насыщение поглощения ПЭВ. Случай быстрой фазовой релаксащш.

2.3. Насыщение поглощения ПЭВ. Случай диффузии населенностей.

2.3.1. Диффузионное приближение.

2.3.2. Сравнение с экспериментальньвш данными.

ГЛАВА 3. СПЕКТРЫ РАССЕЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ГАЗЕ.

3.1. Линейные спектры резонансного рассеяния.

3.1.1. Теория.

3.1.2. Сравнение с экспериментальными данными.

3.2. Спектр резонансной флуоресцещш в поле интенсивной ПЭВ. Режим адиабатического слежения.

3.3. Спектр резонансной флуоресцеции в поле интенсивной ПЭВ. Режим выжигания провала.

3.4. Комбинационное рассеяние поверхностных электромагнитных волн.ПО

ГЛАВА 4. ДВУХКВАНТОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ГАЗА, ВОЗБУЖДАВ

МОГО ПОВЕРХНОСтаЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ВОЛНАМИ.

4.1. Общая теория двухквантовой флуоресцешщи.

4.2. Возбуждение коллинеарными поверхностными волнами.

4.2.1. Теория.

4.2.2. Сравнение с экперименгальными данными.

4.3. Возбуждение в скрещенных поверхностной и объемной волнах

4.3.1. Теория.

4.3.2. Сравнение с экперименгальными данными.

4.4. Спектры резонансной двухквантовой ионизащш.

4.4.1. Теория.

4.4.2. Сравнение с экпериментальньвш данными.

ГЛАВА 5. ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСЮГХ ЯВЛЕНИЙ ВТОРОГО

ПОРЯДКА В ПРИПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ГАЗА.

5.1. Теория генерации суммарной частоты.

5.2. Теория генерации второй гармоники.

ГЛАВА 6. СПЕКТРОСКОПИЯ АДСОРБАТА С УЧАСТИЕМ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН.

6.1. Эффект Аутлера-Таунса в поле поверхностных электромагнитных волн.

6.1.1. Теория.

6.1.2. Сравнение с экспериментальными данными.

6.2. Поверхностные поляритоны, индуцированные адсорбатом.

Фшика поверхности и границ раздела сред является одним из наиболее актуальных направлений современной физики ввиду ее многочисленных Ериложений в различных областях науки и техники. Разнообразные технологически важные процессы протекают именно на границе раздела сред. Рассматривая границу раздела между твердым телом и газом, можно выделить следующие приоритетные области исследований: гетерогенный катализ, химические гфоцессы осаждения пленок из газовой фазы, в том числе лазерно-ищлтцированные, тепло- и массоперенос между газом и поверхностью, обмен энергией и импульсом между газовьпи потоком и обтекаемой поверхностью. Во всех этих, на первый взгляд, различных процессах фундаментальную роль играют взаимодействия между атомами или молекулами газовой среды и поверхностью твердого тела.

Исследование таких взаимодействий представляет принципиальную гфоблему. С одной стороны, методы, развитые в физике поверхности, перестают работать уже гфи относительно низких давлениях газа. С другой стороны, методы, традиционно используемые для исследования газовых сред, не могут быть применены ввиду их нечувствительности к пограничному слою*. Этим обстоятельством объясняется тот факт, что подавляющее число исследований в этой области было проведено в условиях свлхвысокого вакуума с использованием атомных или молекулярных пучков. Между тем, Исключение составляют исследования свойств газа, заключенного в объеме, линейные размеры которого сравнимы с длиной свободного пробега молекул газа. В таком случае свойства газа чувствительны к взаимодействиям молекул газа с ограничивающей поверхностью. поверхность твердого тела, контактирующего с газовой атмосферой, существенно отличается от той же поверхности в ваюгуме наличием слоя адсорбированных атомов и молекул. Помимо этого, методы физики поверхности не могут быть использованы для контроля за процессами, протекающими в приповерхностном газовом слое.

С этой точки зрения привлекательными являются оптические методы исследований. Газовая среда, будучи почти прозрачной для оптического излучения, допускает его распространение к поверхности твердого тела или от нее. В последние годы были развиты нелинейно-оптические методы исследования поверхности (генерация второй гармоники, генерация суммарной частоты и др.), основанные на нарушении инверсионной симметрии вблизи поверхности кристалла [1]. Они могут быть также использованы для исследования границы раздела между кристаллом и газовой атмосферой. Однако область их применимости к перечисленным выше щ)облемам ограничена, поскольку в них регистрируется сигнал от слоя адсорбата. Кроме того, такие методы предполагают использование мощных импульсных лазеров, поэтому не всегда подходят для невозмущающего контроля за приповерхностными процессами, в особенности стационарными. Следует также отметить, что вышеупомянутые нелинейно-оптические методы не обладают чувствительностью к процессам на поверхности кристаллов, не имеюпщх инверсионную симметрию.

Альтернативным оптическим методом исследования поведения атомов газа вблизи поверхности твердого тела является спектроскопия селективного отражения от поверхности прозрачного диэлектрика, контактирующего с газом. Чувствительность этого метода к свойствам приповерхностного слоя газа обусловлена тем, что сигнал отражения формируется в слое толщиной порядка допшы волны падающего света. Вследствие неустановившегося характера поляризации атомов, покидающих поверхность, в спектре отражения при нормальном падении света на Гранину раздела возникает субдоплеровская структура. Основной вклад в эту особенность дают атомы, движущиеся почти параллельно поверхности. Это свойство может быть использовано для исследования взаимодействия Ван дер Ваальса между атомами газа и поверхностью дголевстрика. Однако такая спектральная особенность не содержит информации о рассеянии газа поверхностью и о реакциях, протекаюпщх на поверхности.

Другим оптическим методом исследования взаимодействия атомов газа с поверхностью является спектроскопия пропускания света через очень тонкую прозрачную кювету, давление атомных паров в которой таково, что средняя длина свободного пробега атомов значительно превышает ее размер в направлении расщ)остранения света. В таком случае чувствительность спектров к взаимодействию между атомами и поверхностью достигается за счет осуществления режима свободномолекулярного течения газа.

Следует подчеркнуть, что оба метода могут быть использованы только в случае, когда твердое тело является гфозрачньпл для излучения. Кроме того, указанные вьппе обстоятельства существенно ограничивают сферу их применения для исследования границы раздела между твердым телом и газом.

Между тем, чувствительность оптических спектров к взаимодействию между твердым телом и газом можно обеспечить, возбуждая газ электромагнитным полем сильно локализованньш вблизи поверхности. Примером такого рода поля являются поверхностные поляритоны (1111). 1111 -это электромагнитные волны, распространяющиеся по границе раздела между твердым телом и какой-либо другой средой или вакуумом. Их амплитуда максимальна на границе раздела и экспоненциально убывает в обе стороны от нее. Область частот, в которой могут существовать 11 на поверхности твердого тела, определяется условием отрицательности диэлектрической проницаемости кристалла. Для металлической поверхности и поверхности легированного полупроводника эта область находится при частотах меньших частоты поверхностного плазмона. На поверхности ионного кристалла Ш1 могут существовать в частотном диапазоне между частотами поперечных и продольных оптических фононов. Другим примером электромагнитного поля, локализованного вблизи поверхности, являются эванесцентные волны (ЭВ)*, возникающие при полном внутреннем отражении от грашщы раздела с оптически менее плотной средой, амплитуда которых экспоненциально спадает вглубь этой ср&щл. В дальнейшем, если это не оговорено особо, мы будем называть как ПН, так и ЭВ поверхностными электромагнитными волнами (ПЭВ).

Как в случае ПН, так и в случае ЭВ характА)ная длина, на которой убывает амплитуда волны, имеет порядок длины волны возбуждающего излучения. Это свойство ПЭВ делает их привлекательным инструментом для исследования свойств поверхностей и границ раздела, а также процессов, протекающих на них. Всестороннее рассмотрение спектроскотши ПП на поверхностях кристаллов, границах раздела между твердыми телами и между твердым телом и жидкостью приводится в книге [2].

Целью данной диссертационной работы является разработка основных принципов спектроскотши пограничного слоя газа с использованием поверхностных электромагнитных волн.

Для достижения поставленной цели в диссертации теоретически исследованы следующие вопросы:

1. Спектры поглощения ПЭВ в приповерхностном слое газа.

2. Спектры резонансной флуоресценции и комбинационного рассеяния ПЭВ в газе. Термин «эванесцентные волны» первоначально был введен в теории дифракции. См. Вот М., Wolf Е. Principles of optics. - Oxford: Pergamon Press, 1975.-P. 563.

3. Спектры двухквантовой флуоресценции и ионизации, возбуждаемые ПЭВ.

4. Нелинейно-оптические явления второго порядка в приповерхностном слое газа.

5. Спектроскопия адсорбата с участаем ПЭВ.

Диссертация состоит из введения, шести глав, разделенных на 17 параграфов и заключения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработаны основные принципы лазерной спектроскопии пограничного слоя газа с участием поверхностных электромагнитных волн. Основные результаты, полученные в работе, сводятся к следующему.

1. Развита теория спектров поглощения ПЭВ в газе как в линейном режиме, так и в условиях насьпцения перехода в атомах или молекулах газа. Показано, что в общем случае форма линии поглощения зависит от потенциала взаимодействия атомов или молекул с поверхностью твердого тела. Найдены условия, при которых характер насьпцения поглощения ПЭВ существенно зависит от вероятности тушения возбужденных молекул газа при столкновении с поверхностью.

2. Развита теория спектров резонансного рассеяния ПЭВ в газе. Ощ)еделены условия, гфи которых в спектрах проявляется оптическая нутация этомов, десорбирующихся с поверхности, и реализуется режим адиабатического слежения. Для определенных условий предсказана субдоплеровская структура спектра флуоресценции.

3. Построена теория комбинационного рассеяния ПЭВ при насыщении колебательного перехода молекул газа. Определены условия, при которых отношение интенсивностей стоксовой и антистоксовой компонент существенно зависит от вероятности вступления молекул газа в химическую реакцию на поверхности.

4. Развита общая теория флуоресценции газа, возбужденного двумя электромагнитными волнами, резонансными смежным атомным переходам. Рассмотрены как случай возбуждения двумя поверхностными волнами, так и случай, когда одна из волн расхфостраняется перпендикулЛно поверхности. Показано, что спектры флуоресценции в таких геометриях возбуждения чрезвычайно чувствительны к распределению атомов газа по скоростям. Продемонстрировано, что спектроскопия флуоресценции в С1фещенных полях позволяет спектрально разделить вклады различных групп атомов вблизи поверхности.

5. Исследованы спектры двухфотонной ионизации атомов, десорбирующихся с поверхности. Предложен метод определения углового распределения десорбирующихся атомов, основанный на анализе спектров ионшации, полученных при различных угловых апертурах входного отверстия ионизационной камеры.

6. Предсказана возможность наблюдения нелинейно-оптических явлений второго порядка в приповерхностном слое газа и построена их теория.

7. Предложен метод исследования субмонослойных адсорбированных слоев путем анализа зависимости расщепления Аутлера-Таунса в двухфотонных спектрах флуоресценции от температуры поверхности.

8. Предсказано существование поверхностных поляритонов, обусловленных наличием адсорбата, и найден закон их дисперсии.

Научная новизна работы определяется новизной самого предмета исследования. Как отмечено во введении, до сих пор не исследовались спектры газа, возбужденного ПЭВ, резонансной какому-либо переходу в молекулах газа. Полученные в работе результаты, также представляют принципиальную новизну. Так еще сравнительно недавно полагалось, что в равновесной газовой фазе невозможно выделить вклад десорбирующихся молекул и определить их распределение по скоростям. Эта проблема была сформулирована следующим образом [124]: ". we are aware of the fact that we will never be able to make the demonstration in a direct eзфeriment under rigorous equilibrium conditions; simply because we cannot distinguish Hie desorbing molecides under such conditions."* Пфевод с английского: ". мы осознаем тот факт, что мы никогда не будем в состоянии провести демонстрацию в прямом эксперименте в строго

Пришдшы и методы, разработанные в диссертации, позволяют решить эту задачу.

Появляется возможность спектрально разделить вклады различных групп молекул газа, участвующих в рассеянии газа поверхностью. Это, в свою очередь, позволяет определить динамические характеристики рассеяния, в частности, различные коэффициенты аккомодации и ядро рассеяния. С другой стороны, сравнение потоков молекул к поверхности и от нее позволяет получить информацию о химических реакциях, протекающих на поверхности, и о процессах массообмена у поверхности. Такого рода информация представляет большой фундаментальный интерес, а также дает возможность контроля за различными процессами вблизи поверхности, в том числе технологически важными.

Последнее обстоятельство чрезвычайно актуально в гетерогенном катализе. При исследовании каталитических реакций на границе раздела между твердым телом и газом имеется так назьгааемая проблема "зазора в давлениях" [155], которая состоит в том, что промышленно важные реакции протекают при высоких давлениях реагентов в равновесной газовой фазе, в то время как большинство методов физики повфхности, развитых для их исследования, применимы только в условшк сверхвысокого вакуума. Чувствительные к поверхностным реакциям нелинейно-оптические методы, такие как генерация второй гармоники и генерация суммарной частоты, основаны на измерении сигнала от адсорбированных моле1дгл. Следовательно, кинетика реакции может бьггь прослежена только на переходной, т. е. неравновесной стадии реакции. Линейные оптические методы, в частности спектроскопия аншотропии отражения, имеют тот же недостаток. равновесных условиях; гфосто потому, что мы не можем отличить десорбирующиеся молекулы в таких условиях."

Появляется также возможность исследовать атомы и молекулы, адсорбированные на поверхности, методами, имеющими рад преимуществ по сравнению с традиционными методами исследований. В частности, нелинейные спектры газа, возбужденного ПЭВ, как было отмечено в главе 6, содержат информацию о свойствах адсорбированного слоя. Спектр же атомов и молекул в газовой фазе может быть измерен с очень высоким разрешением, что обеспечивает высокую чувствительность метода к свойствам адсорбата. Помимо этого, такого рода диагностика не требует высоких интенсивностей возбуждающих полей и может быть проведена с использованием непрерывных лазеров.

Все теоретические положения, развитые в диссертации, основаны на методах квантовой механики, в основном, на методе матрицы плотности, теории возмущений, оптических уравнениях Блоха и уравнениях Максвелла. Результаты теории имеют хорошее согласие с имеюпщмися экспериментальными данными, что подтверждает обоснованность положений диссертации.

Основнью результаты диссертации докладывались на научных семинарах отдела колебаний под руководством А.М. Прохорова, на семинаре Научного центра волоконной оптики под руководством Е.М. Дианова, на теоретических семинарах под руководством A.A. Рухадзе и СИ. Яковленко, на семинарах шборатории гетерофазных оптических процессов в ИОФ РАН, а также на Всесоюзной конференции "Поверхность-89" (Черноголовка, 1989 г.), на VIII Всесоюзной конференции "Взаимодействие оптического излучения с веществом" (Ленинград, 1990 г.), на 12 Европейской конференции по физике поверхности (Стокгольм, Швеция, 1991 г.), на 14, 15 и 16 Международных конференциях по когерентной и нелинейной оптике (Ленинград, 1991 г.; Санкт-Петербург, 1995 г.; Москва, 1998 г.), на Международных конференциях по перспективным и лазерным технологиям (Москва, 1992 г.; Прага, Чехия, 1993 г.; Констанц, Германия, 1994 г.), на Международных конференциях "Лазерные

276 методы для физики поверхности" (Лос-Анджелес, США, 1994 г.; Сан-Диего, США, 1995 г.), на Международной конференции по оптике поверхности и границы раздела сред (Сен-Максим, Франция, 1999 г.), на Европейском совещании по КАРС (Москва, 2000 г.), на коллоквиуме "Современные методы физики поверхности" (Оденсе, Дания, 2000 г.), на Международном семинаре «Оптическая спектроскопия на границах раздела» (Бад Хоннеф, Германия, 2001 г.), на Международной конференции «Контроль и использование света в нанометровой области» (Сан-Диего, США, 2001 г.), на XXII Съезде по спектроскопии (Звенигород, 2001 г.).

1. Shen Y.R. Surface properties probed by second-harmonic and sum-frequency generation//Nature. 1989. V. 337. P. 519 - 525.

2. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред / Под ред. В.М. Аграновича, Д. Л. Миллса. М.: Наука, 1985. 526 с.

3. WoodR.W. Physical Optics. N.Y.: Macmillan, 1934.

4. Cojan J.-L. Contribution a l'étude de la réflexion sélective sur les vapeurs de mercure de la radiation de résonance du mercure // Aim. Phys. (Paris). 1954. V. 9. P. 385-440.

5. Woerdman J.P., Schuurmans M.F.H. Spectral narrowing of selective reflection from sodium vapour // Opt. Commun. 1975. V. 14. No 2. P. 248 251.

6. Burgmans A.L.J., Woerdman J.P. Selective reflection from sodium vapour at low densities // J. Physique (Paris). 1976. V. 37. P. 677 681.

7. Burgmans A.L.J., Schuurmans M.F.H. Spectral narrowiag in selective reflection // Opt. Commun. 1976. V. 18. P. 137-138.

8. Schuimnans M.F.H. Specrlxal narrowing of selective reflection // J. Physique (Paris). 1976. V. 37. No 5. P. 469 485.

9. Burgmans A.L.J., Schuurmans M.F.H., Böiger В. Transient behavior of optically excited vapor atoms near a sohd interface as observed in evanescent wave emission // Phys. Rev. A. 1977. V. 16. No 5. P. 2002 2007.

10. Boissel P., Kerherve F. Absorption de lumière par des atomes dans une onde evanescente // Opt Commun. 1981. V. 37. No 6. P. 397 402.

11. Simoneau P., Le Boiteaux S., de Araujo C.B., Bloch D., Rios Leite J. R., Ducloy M. Doppler-free evanescent wave spectroscopy // Opt. Commun. 1986. V. 59. No 2. P. 103 106.

12. Величанский В.Л., Гадимов Р.Г., Пак Г.Т., Саутенков В.А. Нелинейное селективное отражение бихроматического излучения от границы разделащ)озрачный диэлектрик резонансный газ // Письма ЖЭТФ. 1990. Т. 52. Вып. 3. С. 776 - 779.

13. Саутенков В.А., Величанский В.Л., Зибров А.С., Лукьянов В.Н., ЕЬикитин В.В., Тюриков. Внутридоплеровские резонансы Вг-линии цезия в контуре селективного зеркального отражения //Квант, электрон. 1981. Т. 8. 9. С. 1867 -1872.

14. Акульпшн А.М., Величанский В.Л., Зибров А.С., Никитин В.В., Саутенков В.В., Юркин Е.К., Сенков Н.В. Столкновительное уширение внутридоплеровских резонансов селективного отражения на Вг-линии цезия // Письма ЖЭТФ. 1982. Т. 36. С. 247 250.

15. Vuletic v., Sautenkov V.A., Zimmermaim С, Hansch T.W. Measurement of cesium resonance line self-broadening and shift with doppler-free selective reflection spectroscopy//Opt. Commun. 1993. V. 99. P. 185 190.

16. Саутенков B.A., Акульшин A.M., Величанский В.В. Селективное отражение метод внутридоплеровской спектроскопии оптически плотных газовых сред // Журн. 1фикл. спектр. 1989. Т. 50. С. 260 - 263.

17. Oria М., Chevrollier М., Bloch D., Fichet М., Ducloy М. Spectral observation of surface-induced Van der Wads attraction on atomic vapour // Europhys. Lett. 1991. V. 14. No 6. P. 527 532.

18. Chevrollier M., Bloch D., Rahmat G., Ducloy M. Van der Waals induced spectral distortions in selective-reflection spectroscopy of Cs vapor: the strong atom-surface interaction regime // Opt. Lett. 1991. V. 16. No 23. P. 1879 - 1881.

19. Failache H., Saltiel S., Fichet M., Bloch D., Ducloy M. Resonant van der Waals repulsion between excited Cs atoms and sapphire surface // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. No 26. P. 5467 5470.

20. Акулыпин А.М., Саутенков В.А., Вартанян Т.А., Величанский В.Л., Никитин В.В., Филимонов СИ. Полевое уппфение внутридоплеровских резонансов селективного отражения // Краткие сообщ. по физике. ФИАН. 1987. № 5. С. 42 44.

21. Акульшин AM., Вартанян Т.А., Величанский В.Л., Гадимов Р.Г., Саутенков В.А. Нелинейные эффекты в селективном отражении от разреженного резонансного газа // Известия АН СССР, сер. физическая. 1989. Т. 53. № б. С. 1122- 1124.

22. Akulshin AM., Celikov АА, Sautenkov V.A., Vartanian T.A., Velichansky V.L. Intensity and concentration dependence of Doppler-free resonance in selective reflection//Opt. Conunun. 1991. V. 85. P. 21 25.

23. Suter D., Abersold J., Mlynek J. Evanescent wave spectroscopy of sublevel resonances near a glass/vapor interface // Opt. Commim. 1991. V. 84. No 5,6. P. 269 -274.

24. Stanzel G. Level- and line-crossing experiments in selective reflection from mercury vapour//Z. Phys. A 1974. V. 270. P. 361 369.

25. Schuurmans M.F.H. Narrowing of level crossing cmves in selective reflection // Z. Phys. A. 1976. V. 279. P. 243 248.

26. Weis A., Sautenkov V.A., Hansch T.W. Observation of ground-state Zeeman coherences in the selective reflection from cesiimi vapor // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. No 11. P. 7991 -7996.

27. Weis A., Sautenkov V. A., Hansch T.A. Magneto-rotation and magnetic circular dichroism of cesium atoms near a dielectric surface // J. Physique П (Paris). 1993. V. 3. P. 263 270.

28. Papageorgiou N., Weis A., Sautenkov V.A., Bloch D., Ducloy M. High-resolution selective reflection spectroscopy in intermediate magnetic fields // Appl. Phys. B. 1994. V. 59. P. 123 126.

29. Grafste6m S., Suter D. WaU relaxation of spin-polarized sodium measwed by reflection spectroscopy // Opt. Lett. 1995. V. 20. No 20. P. 2134 2136.

30. Grafstróm S., Blasberg T., Suter D. Reflection spectroscopy of spin-polarized atoms near a dielectric surface // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V. 13. No 1. P. 3 -10.

31. Grafstróm S., Suter D. Interaction of spin-polarized atoms with a surface studied by optical-reflection spectroscopy //Phys. Rev. A 1996. V. 54. No 3. P. 2169 2179.

32. Gorris-Neveux M., Monnot P., Fichet M., Ducloy M., Barbé R., KeUer J.C. Doppler-free reflection spectroscopy of rubidium Di line in optically dense vapour // Opt. Commun. 1997. V. 134. P. 85 90.

33. Wang P., Gallagher A., Cooper J. Selective reflection by Rb // Phys. Rev. A. 1997. V. 56. No 2. P. 1598 1606.

34. Rabi O.A., Amy-Klein A., Saltiel S., Ducloy M. Three-level non-linear selective reflection at a dielectric/Cs vapour interface // Europhys. Lett. 1994. V. 25. No 8. P. 579 585.

35. Amy-Klein A., Saltiel S., Rabi O.A., Ducloy M. Three-level nonlinear selective reflection at a glass Cs-vapor interface //Phys. Rev. A. 1995. V. 52. No 4. P. 3101 -3109.

36. Gorris-Neveux M., Monnot P., Saltiel S., Barbé R., Keller J.-C, Ducloy M. Two-photon selective reflection //Phys. Rev. A. 1996. V. 54. No 4. P. 3386 3393.

37. Grischkowsky D. Angular and velocity distribution of desorbed sodium atoms // Appl. Phys. Lett. 1980. V. 36. No 8. P. 711 713.

38. Briaudeau S., Bloch D., Ducloy M. Detection of slow atoms in laser spectroscopy of a thin vapor film // Europhys. Lett. 1996. V. 35. No 5. P. 337 342.

39. Briaudeau S., Saltiel S., Nienhuis G., Bloch D., Ducloy M. Coherent Doppler narrowing in a thin vapor cell: Observation of the Dicke regime in the optical domain // Phys. Rev. A 1998. V. 57. No 5. P. R3169 R3172.

40. Briaudeau S., Bloch D., Ducloy M. Sub-Doppler spectroscopy in a thin film of resonant vapor//Phys. Rev. A. 1999. V. 59. No 5. P. 3723 3735.

41. Вартанян T.A. Резонансное отражение интенсивного оптического излучения от границы разреженной газовой среды // ЖЭТФ. 1985. Т. 88. Вьш. 4. С. 1147 -1152.

42. Singh S., Agarwal G.S. Effect of coUisions with surface on nonlinear optical properties and nonlinear selective reflection // Opt. Commun. 1986. V. 59. No 2. P. 107-112.

43. Nienhuis G., Schuller F., Ducloy M. Nonlinear selective reflection from an atomic vapor at arbitrary incidence angle // Phys. Rev. A. 1988. V. 38. No 10. P. 5197 -5205.

44. Вартанян T.A. Нелинейные оптические эффекты в спектральной окрестности внутридошшеровских резонансов селективного отражения // Опт. и спектр. 1990. Т. 68. С. 625 630.

45. Вартанян Т.А. Отражение света потоком атомов, покидающих отражающую поверхность // Опт. и спектр. 1991. Т. 70. С. 257 258.

46. Schuller F., Nienhuis G., Ducloy M. Selective reflection from an atomic vapor in a pump-probe scheme //Phys. Rev. A. 1991. V. 43. No 1. P. 443 454.

47. Ducloy M., Fichet M. General theory of frequency modulated selective reflection. Influence of atom surface interaction // J. Physique П (Paris). 1991. V. 1. P. 1429 -1446.

48. Ducloy M. Influence of atom-siwface collisional processes in FM selective reflection spectroscopy // Opt. Commun. 1993. V. 99. P. 336 339.

49. Schuller F., Gorceix О., Ducloy M. Nonlinear selective reflection in cascade three-level atomic systems //Phys. Rev. A. 1993. V. 47. No 1. P. 519 528.

50. Guo J., Cooper J., Gallagher A., Lewenstein M. Theory of selective reflection spectroscopy//Opt. Commun. 1994. V. 110. P. 732 743.

51. Guo J., Cooper J., Gallagher A. Selective reflection from a dense atomic vapor // Phys. Rev. A. 1996. V. 53. No 2. P. 1130 1138.

52. Vartanyan T.A., Bloch D., Ducloy M. Blue shift paradox in selective reflection // AIP Conference Proceedings. 1995. No 328. P. 249 250.

53. Vartanyan T.A., Träger F. Line shape of resonances recorded in selective reflection: influence of an antireflection coating // Opt. Conimun. 1994. V. 110. No 3,4. P. 315-320.

54. Vartanyan T.A., Lin D.L. Enhanced selective reflection from a thin layer of a dilute gaseous medium //Phys. Rev. A. 1995. V. 51. No 3. P. 1959 1964.

55. Vartanyan T.A., Lin D.L. Nonlinear diffraction due to the transient polarization in a thin film ofatomic gases // Europ. Phys. Joum. D. 1998. V. 1. No 2. P. 217 221.

56. Вартанян T.A., Лин Д.Л. Нелинейные эффекты при лазерном возбуждении атомных газов вблизи поверхности прозрачного диэлектрика // Известия РАН, сер. физическая. 1997. Т. 61. № 7. С. 1335 1341.

57. Вартанян Т.А. Осцилляции нелинейного пропускания разреженного резонансного газа щ)оявление оптической нутации в стационарных условиях // Письма ЖЭТФ. 1985. Т. 41. № 7. С. 297 - 299.

58. Вартанян Т.А. Оптический контроль продольных периодических структур вблизи границы разреженной резонансной среды // Опт. и спектр. 2000. Т. 88. № 4. С. 624 627.

59. Бордо В.Г. Спектры поглощения и рассеяния поверхностных поляритонов в газе, граничащем с твердым телом //ЖЭТФ. 1992. Т. 101. Вып. 1. С. 256 269.

60. Бордо В.Г. Спектры поглощения и рассеяния поверхностных электромагнитных волн в газе // XIV Международ, конф. по когерентной и нелинейной оптике: Тез. докл. Ч. 2 Л., 1991. - С. 113.

61. Акулин В.М., Карлов Н.В. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М.: Наука, 1987. С. 56.

62. Абелес Ф., Лопес-Риос Т. // см. 2. С. 167.

63. Гудман Ф., Вахман Г. Динамика рассеяния газа поверхностью: Пер. с англ. / Под ред. Р.Г. Баранцева. М.: Мир, 1980. - 423 с.

64. Мессиа А. Квантовая механика. Т. 2. М.: Наука, 1979. С. 238.

65. Бордо В.Г. Поглощение интенсивной поверхностной электромагнитной волны на границе с разреженным резонансным газом // Опт. и спектр. 1989. Т.67. Вып. 6. С. 1348 1352.

66. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. М. Абрамовица, И. Стиган. М., 1979. -832 с.

67. Бордо В.Г. Поглощение интенсивной поверхностной электромагнитной волны в системе твердое тело резонансный газ // ЖЭТФ. 1989. Т. 95. Вып. 2. С. 594 - 600.

68. Лифпшц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. Т. X. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. С. 30.

69. Nienhuis G., Kryszewski S. General diffusion equation for light-iaduced drift // Phys. Rev. A 1987. V. 36. No 3. P. 1305 1309.

70. Ватсон Г.Н. Теория бесселевых функций. Ч. 1. М.: ИИЛ, 1949. 798 с.

71. Гершензон Ю.М., Розенштейн В.Б., Уманский С.Я. Химия плазмы. Т. 4. / Под ред. Б.М. Смирнова. М.: Атомиздат, 1977. С. 61.

72. Васильева А.Б., Бутузов В.Ф. Асимптотические методы в теории сингулярных возмущений. М.: Высш. шк., 1990. 208 с.

73. Бордо В.Г. Нелинейные поверхностные поляритоны в условиях насьпцения // Письма ЖТФ. 1988. Т. 14. Вьш. 13. С. 1169 -1172.

74. Бордо В.Г. Резонансное поглощение поверхностной электромагнитной волны в системе твердое тело газ и гетерогенная релаксация // Vin Всесоюз. конф. по взаимодействию оптического излучения с веществом: Тез. докл. Ч. 2 -Л., 1990.-С. 163.

75. Bordo V.G. Gas-surface scattering effects ia the surface electromagnetic wave spectra // 12th European Conference on Surface Science: Abstracts. Stockhokn, Sweden, 1991.-W 483.

76. Bordo V.G. Surface electromagnetic wave absoфtion at a gas-solid interface and heterogeneous relaxation//Phys. Lett. A. 1990. V. 146. No 7,8. P. 447 449.

77. Бордо В.Г., Кравченко B.A., Петров Ю.Н., Суров СП., Сычугов В.А. Распространение поверхностной электромагнитной волны в системе металл -поглощающий газ. -М., 1988. 17 с. (Прещ)инт ИОФАН: 11).

78. Бордо В.Г., Кравченко В.А, Петров Ю.Н., Суров СП., Сычугов В.А. Насыщение поглощения поверхностной электромагнитной волны в системе металл поглощаюпщй газ // Журн. технич. физики. 1990. Т. 60. Вып. 2. С. 85 -90.

79. Wood O.R., Gordon P.L., Schwarz S.E. Saturation of infrared absorption in gaseous molecular sytems // IEEE J. Quantum Electron. 1969. V. 5. No 10. P. 502 -513.

80. Амбарцумян P.B., Горохов Ю.А, Летохов B.C., Макаров Г.Н. Взаимодействие молекулы SFg с мощным инфракрасным лазерным импульсом и разделение изотопов серы //ЖЭТФ. 1975. Т. 69. Вып. 6 (12). С. 1956 1970.

81. Christensen СР., Freed С, Haus Н. А Gain saturation and diffusion in C O 2 lasers // IEEE J. Quanttmi Electron. 1969. V. 5. No 6. P. 276 283.

82. Shimitsu F. Absorption of CO2 laser lines by SFe // Appl. Phys. Lett. 1969. V. 14. No 12. R 378 380.

83. Кравченко В.А, Петров Ю.Н., Суров СП., Сычугов В.А. Диффузия молекул через металлизированную пористую мембрану, управляемая ПЭВ // Высокочистые вещества. 1987. Т. 1. Вып. 3. С. 94 -98.

84. Рейтер X. // см. 2. С. 227.

85. Агранович В.М., Кравцов В.Е., Лескова Т.А. // см. 2. С. 360.

86. Bordo V.G. Spectrum of light emitted by surface polaritons at a gas-solid interface // International Conference on Advanced and Laser Technologies: Proceedings. Pmt I. Moscow, Russia, 1992. - P. 12.

87. Bordo V.G. Spectrum of light emitted by surface polaritons at a gas-solid interface // The 12th International Vacuum Congress and the 8th International

88. Conference on Solid Surfaces: Proceedings. The Hague, The Netherlands, 1992. -SS-TuP2.

89. Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. П. Теория поля. М.: Наука, 1973.-С. 226.

90. Chance R.R., Prock А., Silbey R. Frequency shifts of an electric-dipole transition near a partially reflecting surface // Phys. Rev. A. 1975. V. 12. No 4. P. 1448 1452.

91. MoUow B. R. PovAer spectrum of light scattered by two-level systems // Phys. Rev. 1969. V. 188. No 5. P. 1969 -1975.

92. Lax M. Multitime correspondence between quantum and classical stochastic processes //Phys. Rev. 1968. V. 172. No 2. P. 350 361.

93. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. I. Механика. М.: Наука, 1973. С. 101.

94. Делоне Н.Б., Крайнов В.П. Атом в сильном световом поле. М.: Атомиздат, 1978. С. 215.

95. Крайнов В.П., Смирнов Б.М. Излучательные процессы в атомной физике. М.: Высш. школа, 1983. С. 83.

96. Bordo V.G., Henkel С, Lindinger А., Rubahn H.-G. Evanescent wave fluorescence spectra ofNa atoms // Opt. Commun. 1997. V. 137. P. 249 253.

97. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики: Пер. с англ. М.: Наука, 1989. -560 с.

98. Bordo V. G. Spectrum of resonance fluorescence excited by surface polaritons at a gas-solid interface//Opt. Commun. 1993. V. 101. P. 37-42.

99. Bordo V.G, Spectrum of resonance fluorescence excited by an evanescent wave at a gas solid interface // Laser Techniques for Surface Science / Eds. Hai-Lung Dai and S.J. Sibener: SPIE Proceedings. V. 2125. - Los Angeles, 1994. - P. 68-76.

100. Crisp M.D. Adiabatic-following approximation // Phys. Rev. A. 1973. V. 8. No 4. P. 2128-2135.

101. Зельдович Я.Б. Квазиэнергия квантовой системы, подвергающейся периодическому воздействию//ЖЭТФ. 1966. Т. 51. Вьш. 5. С. 1492 1495.

102. Sambe Н. Steady states and quasienergies of a quantum-mechanical system in an osciUating field//Phys. Rev. A. 1973. V. 7. No 6. P. 2203 2223.

103. Дербов В.Л., Ковнер M.A., Потапов С.К. Метод расчета многоуровневых систем, взаимодействующих с резонансным полем мощной световой волны // Квант, электрон. 1975. Т. 2. № 4. С. 684 687.

104. Федорюк М.В. Метод перевала. М.: Наука, 1977. 368 с.

105. Cohen-Tannondji С, Reynaud S. Dressed atom description of resonance fluorescence and absorption spectra of a multi-level atom in an intense laser beam // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1977. V. 10. No 3. P. 345 363.

106. Аллен Л., Эберли Дж. Оптический резонанс и двухуровневые атомы. М.: Мир, 1978.-222 с.

107. Bordo V.G. Sub-Doppler stmctiu-e in the spectrum of resonance fluorescence excited by an evanescent wave at a gas-solid interface // International Conference on Advanced and Laser Technologies: Proceedings. Konstanz, Germany, 1994, - P. 27.

108. Bordo V.G. Sub-Doppler structure in the spectrum of resonance fluorescence excited by an evanescent wave at a gas-solid interface // Optics Commun. 1994. V. 111. R 61-65.

109. Wasow W. Asymptotic expansions for ordinary differential equations. New York: Wiley, 1965.

110. Chantry G.W. Polarizabihty theory of the Raman effect // The Raman effect: Ed. A. Anderson. New York: Marcel Dekker, 1971. - V. 2. P. 68.

111. Bordo V.G. Raman scattering of surface plasmons at a gas-metal interface: possible appHcation to surface chemical reactions // International Workshop on Surface and Interface Optics: Proceedings. Saint-Maxune, France, 1999. - P. 24.

112. Bordo V.G. Raman scattering of surface plasmons at a gas-metal interface: possible application to surface chemical reactions // Phys. Stat. Solidi (a). 1999. V. 175. P. 271 277.

113. Bordo V.G., Rubahn H.-G. Fluorescence specbum of Na atoms excited by two evanescent waves // XVI International Conference on Coherent and Nonlinear Optics: Proceedings. Moscow, Russia, 1998. - P. 127.

114. Bordo V.G., Rubahn H.-G. Two-photon evanescent wave spectroscopy of alkali atoms //Phys. Rev. A. 1999. V. 60. No 2. P. 1538 1548.

115. Bordo V.G., Rubahn H.-G. Nonlinear evanescent wave spectroscopy at a gassolid interface // XIX European CARS Workshop: Proceedings. Moscow, Russia, 2000.-P. 41.

116. Bordo V.G., Loerke J., Rubahn H.-G. Two-photon evanescent-voliraie wave spectroscopy: a new account to gas-solid dynamics in the boundary layer // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 86 P. 1490 -1493.

117. Bordo V.G., Loerke J., Jozefowski L., Rubahn H.-G. Two-photon laser spectroscopy of tiie gas boundary layer in crossed evanescent and volume waves // Phys. Rev. A. 2001. V. 64. P. 012903-1 012903-11.

118. Salomaa R., Stenholm S. Two-photon spectroscopy: effects of a resonant intermediate state // J. Phys. B.: Atom. Molec. Phys. 1975. V. 8. No 11. P. 1795 -1805.

119. Salomaa R., Stenholm S. Two-photon spectroscopy n. Effects of residual Doppler broadening // J. Phys. B: Atom. Molec. Phys. 1976. V. 9. No 8. P. 1221 -1235.

120. Grischkowsky D. Angular and velocity distribution of desorbed sodium atoms // Appl. Phys. Lett. 1980. V. 36. No 8. P. 711 713.

121. Cercignani C. The Boltzmann equation and its apphcations. New York: SpringerVerlag, 1988.-Ch. HI.

122. Comsa G., David R. Dynamical parameters of desorbing molecules // Surf Sci. Reports. 1985. V. 5. P. 145 198.

123. Bordo V. G., Rubahn H. G. On the determination of the velocity distribution of photodesorbed atoms from their excitation spectra // Chem. Phys. Lett. 1999. V. 309. P. 143 - 148.

124. Balzer F., Gerlach R., Manson J.R., Rubahn H. G. Photodesorption of Na atoms from rough Na surfaces / /L Chem. Phys. 1997. V. 106. No 19. P. 7995 - 8012.

125. Raether H. Surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1988. P. 18.

126. Bordo V. G. Second harmonic generation in a gas near a solid // Opt. Commun. 1996. V. 132. P. 67 72.

127. Bordo V.G. Theory of sum-frequency generation in a gas bordering a soUd // Laser Techniques for Surface Science 11 / Eds. J.M. Hicks, Wilson Ho and Hai-Lung Dai: SPIE Proceedings. V. 2547. San Diego, 1995. - P. 427-436.

128. Bordo V.G. Theory of sum-frequency generation in a gas bordering a soHd // 15th International Conference on Coherent and Nonlinear Optics: Proceedings. St. Petersburg, 1995. - 2 p.

129. Lin S.H., Alden R. G., Villaeys A. A., Pflumio V. Theory of second-harmonic generation of molecular systems: The steady-state case // Phys. Rev. A. 1993. V. 48. No 4. R 3137-3151.

130. Villaeys A.A., Pflumio V., Lin S.H. Theory of second-harmonic generation of molecular systems: The case of coincident pulses // Phys. Rev. A. 1994. V. 49. No 6. P. 4996 5014.

131. HuaiA J.Y., Shen Y.R. Theory of doubly resonant infrared-visible sum-frequency and difference-frequency generation from adsorbed molecules // Phys. Rev. A. 1994. V. 49. No 5. P. 3973 3981.

132. Lin S.H., Villaeys A.A. Theoretical description of steady-state sum-frequency generation in molecular adsorbates // Phys. Rev. A. 1994. V. 50. No 6. P. 5134 -5144.

133. Глаубер P. Оптическая когерентность и статистика фотонов // Квантовая оптика и квантовая радиофизика: Под ред. О.В. Богданкевича, O.K. Крохина -М.:Наука, 1966.-С. 91-281.

134. Eberly J. H., Fedorov M. V. Spectnim of light scattered coherently or incoherently by a collection of atoms // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. No 7. P. 4706 4712.

135. Ландау Л.Д., Лифпшц E.M. Теоретическая физика. Т. Ш. Квантовая механика. М.: Физматгиз, 1963. С. 59.

136. Давыдов А.С. Квантовая механика. М.: Наука, 1973. 704 с.

137. Goldberger M. L., Watson К.М. Collision theory. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1964. Ch. 3.

138. Борман В.Д., Крылов С.Ю., Просянов A.B. К теории неравновесных явлений на границе раздела газ твердое тело // ЖЭТФ. 1988. Т. 94. Вып. 10. С. 271-289.

139. Зенгуил Э. Физика поверхности: Пер. с англ./Под ред. В.Ф. Киселева. М.: Мир, 1990. - 536 с.

140. Лазнева Э.Ф. Лазерная десорбция. Л.: Изд-во ЛГУ, 1990. - 201 с.

141. Ахманов С.А. Сверхсильные световые поля в нелинейной оптике, физике плазмы, технике рентгеновских источников // Итоги науки и техники. Современные гфоблемы лазерной физики. Т. 4. М.: Изд-во ВИНИТИ, 1991. -С. 5-18.

142. Somorjai G.A. Chemistry in two dimensions: Surfaces. London: Cornell University Press, 1981. - P. 178.

143. Bordo V.G., Rubahn H.-G. A new evanescent wave spectroscopy technique for studying adsorption/desorption processes at surfaces // Intemational Conference on Surface and Interface Optics: Proceedings. Saint Maxime, France, 1999. - P. 25.

144. Bordo V.G., Rubahn H.-G. Laser-controUed adsorption of Na atoms in evanescent wave spectroscopy// Opt. Express. 1999. V. 4. No 2. P. 59 66.

145. Bordo V.G., Rubahn H.-G. A new evanescent wave spectroscopy technique for studying adsorption/desorption processes at surfaces // Phys. Stat. Sol. (a). 1999. V. 175. P. 265 270.

146. Delsart C, Keller J.-C. The optical Autler-Townes effect in Doppler-broadened three-level systems //J. Physique (Paris). 1978. V. 39. No 4. P. 350 360.

147. Бонч-Бруевич A.M., Максимов Ю.Н., Хромов В.В. Изменение спектра поглощения атомов натрия при их адсорбщш на поверхности сапфгфа // Опт. и спектр. 1985. Т. 58. Вьш. 6. С. 1392 -1395.

148. Gozzini S., Nienhuis G., Mariotti E., Paffuti G., Gabbanini C, Moi L. Wall effects on hght-induced drift // Opt. Commun. 1992. V. 88. P. 341 346.

149. Жданов В.П., Павличек Я., Кнор 3. «Нормальные» предэкспоненциальные факторы для элеменгарных физико-химических процессов на поверхности // Поверхность. 1986. № 10. С. 41 46.

150. Бордо В.Г. Поверхностные поляритоны в микроскопическом слое резонансных атомов // Письма ЖТФ. 1989. Т. 15. Вьш. 8. С. 33 36.

151. Бордо В.Г. Поверхностные поляритоны в субмонослойной пленке на поверхности полупроводника // Всесоюз. конф. <dloBepxHocTb-89»: Тез. докл. -Черноголовка, 1989. С. 116.

152. Bordo V.G. Surface polaritons induced by an adsórbate // International Workshop on Optical Spectroscopy at Interfaces: Proceediugs. Bad Honnef, Germany, 2001. - P. 6.

153. Bonzel H.P. The role of surface science experiments in understanding heterogeneous catalysis // Surf Sci. 1977. V. 68. P. 236 258.