rozdzial1.pdf

(589 KB) Pobierz
LASEROWA SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA
WSTĘP DO SPEKTROSKOPII
LASEROWEJ
HALINA ABRAMCZYK
251928745.001.png
Pamięci Moich Rodziców
poświęcam
2
SPIS TREŚCI
WSTĘP ..............................................................................................................................6
1. PODSTAWY FIZYKI LASERÓW...............................................................................8
1.1. Przejścia spontaniczne i wymuszone. Współczynniki Einsteina. Własności
promieniowania wymuszonego...............................................................................8
1.2. Podstawy działania laserów ..................................................................................13
1.3. Uzyskanie inwersji obsadzeń................................................................................17
2. CAŁKOWITA LICZBA MODÓW PODŁUŻNYCH. DOBROĆ
REZONATORA. ZWIĄZEK MIĘDZY SZEROKOŚCIĄ LINII EMISJI
WYMUSZONEJ A DOBROCIĄ REZONATORA ....................................................22
3. WZMOCNIENIE. ZJAWISKO NASYCENIA. ROZKŁAD MOCY W
PRZEKROJU POPRZECZNYM (TEM) ....................................................................30
3.1. Wzmocnienie. Zjawisko nasycenia ......................................................................30
3.2. Rozkład mocy w przekroju poprzecznym ............................................................33
4. SYNCHRONIZACJA MODÓW. ZWIĄZEK MIĘDZY SZEROKOŚCIĄ LINII
FLUORESCENCYJNEJ A CZASEM TRWANIA IMPULSU. METODY
SYNCHRONIZACJI MODÓW. SYNCHRONIZACJA AKTYWNA I
PASYWNA..................................................................................................................37
5. TYPY LASERÓW ......................................................................................................53
5.1. Laser rubinowy .....................................................................................................54
5.2. Molekularne lasery gazowe w zakresie podczerwieni .........................................55
5.2.1. Lasery na przejściach rotacyjnych ...............................................................56
5.2.2. Lasery na przejściach wibracyjnych: CO
i CO
........................................58
3
2
5.3. Lasery chemiczne .................................................................................................63
5.4. Lasery na ciele stałym ..........................................................................................65
5.4.1. Laser neodymowy i inne lasery ziem rzadkich ............................................65
5.4.2. Lasery przestrajalne na ciele stałym (lasery wibronowe) ............................68
5.5. Lasery gazowe z zakresu widzialnego..................................................................71
5.5.1. Laser helowo-neonowy ................................................................................71
5.5.2. Jonowe lasery gazowe. Laser argonowy i kryptonowy ...............................72
5.6. Lasery barwnikowe...............................................................................................74
5.7. Lasery gazowe z zakresu nadfioletu .....................................................................76
5.7.1. Lasery ekscimerowe.....................................................................................76
5.7.2. Laser azotowy ..............................................................................................78
5.8. Lasery diodowe.....................................................................................................78
5.8.1. Półprzewodniki samoistne. Półprzewodniki domieszkowane. Złącza
n-p. ................................................................................................................79
5.8.2. Diody laserowe ............................................................................................85
6. OPTYKA NIELINIOWA............................................................................................89
6.1. Zjawiska nieliniowe 2 rzędu .................................................................................91
6.2. Metody dopasowania fazowego ...........................................................................95
6.3. Praktyczne aspekty generacji II harmonicznej .....................................................98
6.4. Generator parametryczny....................................................................................104
6.5. Procesy nieliniowe 3 rzędu .................................................................................106
6.5.1. Wymuszone rozpraszanie Ramana ............................................................108
6.5.2. Wymuszone antystokesowskie rozpraszanie Ramana (CARS) .................112
6.5.3. Inne rodzaje technik nieliniowego wymuszonego rozpraszania
Ramana ......................................................................................................114
6.6. Zjawiska dyspersyjne mające wpływ na czas trwania impulsów
pikosekundowych i femtosekundowych. Dyspersja prędkości grupowej
(GVD) .................................................................................................................115
7. WYBRANE TECHNIKI SPEKTROSKOPII LASEROWEJ ROZDZIELCZEJ
W CZASIE................................................................................................................122
7.1. Zanik fluorescencji .............................................................................................123
7.2. Metoda wiązki pompującej i sondującej (pump- probe) ....................................130
7.3. CARS jako technika rozdzielcza w czasie..........................................................137
7.4. Echo fotonowe ....................................................................................................139
7.4.1. Echo spinowe NMR ...................................................................................140
7.4.2. Rezonans optyczny ....................................................................................146
7.4.3. Kwantowo-klasyczny opis zjawiska echa fotonowego..............................149
7.4.4. Praktyczne korzyści zastosowania echa fotonowego.................................158
7.5. Dudnienia kwantowe (Quantum beats) ..............................................................161
7.5.1. Opis kwantowy ..........................................................................................162
7.5.2. Przykłady zastosowań dudnień kwantowych.............................................164
7.6. Metody pomiaru czasu trwania impulsu laserowego..........................................165
8. WYBRANE ZASTOSOWANIA TECHNIK SPEKTROSKOPII LASEROWEJ
ROZDZIELCZEJ W CZASIE.......................................................................................174
8.1. Fotoizomeryzacja................................................................................................176
8.2. Badanie wpływu rozpuszczalnika na szybkość reakcji ......................................178
8.3. Fotoizomeryzacja polarnych cząsteczek.............................................................180
8.4. Przeniesienie energii między stanami singletowymi ..........................................181
8.5. Badanie reorientacji cząsteczek..........................................................................182
8.6. Badanie produktów pośrednich ..........................................................................184
8.6.1. Fotoredukcja...............................................................................................184
8.6.2. Karbeny ......................................................................................................184
8.6.3. Przeniesienie protonu w stanie wzbudzonym ............................................186
8.7. Przeniesienie energii, relaksacja wibracyjna .................................................189
2 1
8.8.1. Procesy relaksacji fazy T . Wibracyjne defazowanie................................193
2
8.9. Dynamika nadmiarowego elektronu. Solwatowany elektron .............................195
8.9.1. Spektroskopia nadmiarowego elektronu ....................................................198
9. WYBRANE ZASTOSOWANIA LASERÓW W MEDYCYNIE.
FOTODYNAMICZNA TERAPIA RAKA...............................................................200
9.1. Sensybilizatory ...................................................................................................201
9.2. Fotochemia sensybilizatorów .............................................................................203
10. POTENCJALNE ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z NIEWŁAŚCIWEGO
KORZYSTANIA Z LASERÓW .............................................................................205
10.1. Zagrożenia związane z promieniowaniem........................................................206
4
T 1
8.8. Procesy relaksacji fazy T i energii T ...............................................................190
10.1.1. Zagrożenia oczu .......................................................................................206
10.1.2. Zagrożenia skóry......................................................................................209
10.2 Inne zagrożenia ..................................................................................................209
11. DETEKTORY .........................................................................................................211
11.1. Typy detektorów i parametry charakteryzujące detektory ...............................212
11.2. Detektory fotoemisyjne ....................................................................................216
11.3. Detektory półprzewodnikowe...........................................................................219
11.4. Detektory wielokanałowe PDA i CCD.............................................................220
12. LITERATURA ........................................................................................................233
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin