СПЕКТРОСКОПИЯ ЛАЗЕРНАЯ

СПЕКТРОСКОПИЯ ЛАЗЕРНАЯ, раздел оптич спектроскопии, методы к-рой основаны на использовании лазерного излучения. Применение монохроматич излучения лазеров позвотяет стимулировать квантовые переводы между вполне определенными уровнями энергии атомов и молек>л (в спектроскопии, исполь зующей нелазсрные источники света, изучают спектры, возникающие в результате переходов между громадным числом квантовых состоянии атомов и молекул)

Первые серьезные лазерные эксперименты в спектроскопии были осущест влены после создания достаточно мощ ных лазеров видимого диапазона, излуче ние к рых имеет фиксированную частоту Они были использованы для возбуждения спектров ко чбинационного рассеяния света Принципиально новые возможности С л открылись с появлением лазеров с перестраиваемой частотой С л. позволила решить или приступить к решению важных задач, перед к рыми спектроскопия обычных источников света практически бессильна

Высокая монохроматичность излучения лазеров с перестраиваемой частотой дает возможность измерять истинную форму спектральные линий вещества, не искаженную аппаратной функцией спектрального прибора. Это особенно существенно для спектроскопии газов в инфракрасной области, где разрешение лучших пром приборов обычного типа составляет

0,1 см ¹, что в 100 раз превышает ширину узких спектральных линий (см. Ширина спектральных линий)

Временная и пространственная когерентность лазерного излучения, лежащая в основе методов нелинейной С. л , позволяет изучать структуру спектральных линий, скрытую обычно доплеровским уширением, вызываемым тепловым движением частиц в газе

Благодаря высокой монохроматичности и когерентности излучение лазера переводит значит, число частиц из основного состояния в возбужденное Это повышает чувствительность регистрации атомов и молекул - в 1 см³ вещества удается регистрировать включения, состоящие из 10² атомов или 10‘° молекул Разрабатываются методы регистрации отдельных атомов и молекул

Короткие и ультракороткие лазерные импульсы дают возможность исследовать быстропротекающие (~ 10-⁶ - 10-¹²сек) процессы возбуждения, девозбуждения и передачи возбуждения в веществе С помощью импульсов направленного лазерного излучения можно исследовать спектры рассеяния и флуоресценции ато мов и молекул в атмосфере на значительном расстоянии (~ 100 км) и получать информацию о ее составе, а также осуществлять контроль загрязнения окружающей среды.

Фокусируя лазерное излучение, можно исследовать состав малых количеств вещества (имеющих размеры порядка длины волны). Это успешно применяется в локальном эмиссионном спектральном анализе

Приборы, применяемые в С. л , принципиально отличаются от обычных спектральных приборов. В приборах, использующих лазеры с перестраиваемой частотой, отпадает необходимость в разложении излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов (призм, дифракционных решеток), являющихся основной частью обычных спектральных приборов. Иногда в С. л. применяют приборы, в которых излучение разлагается в спектр с помощью нелинейных кристаллов (см. рис. 4 в CT Нелинейная оптика)

Лит Летохов В С, Чеботае в В П , Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, M , 1975, M е н к е Г , M е н к е Л , Введение в лазерный эмиссн онный микроспектральный анализ, пер с нем , M , 1968 Летохов В С, Проблемы лазерной спектроскопии, "Успехи физических наук", 1976, т 118 в 2

В С Летохов