Колебательно-вращательные переходы молекул OsO4 и их применение в стабилизированных по частоте СО2-лазерах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Фомин, Валентин Владимирович

• Фомин, Валентин Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Фомин, Валентин Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Колебательно-вращательный спектр молекулы OsO^ в области генерации СО^-лазера.

§ I.I. Вводные замечания.

§ 1.2. Методика эксперимента.

§ 1.3. Основные определения и рабочие формулы.

§ 1.4. Идентификация переходов OsO^. Расчет молекулярных констант.

Глава 2. Метрологический волноводный С^-лазер высокого давления.

§ 2.1. Предварительные соображения.

§ 2.2. Конструктивные особенности и параметры метрологического волноводного С0£-лазера.

§ 2.3. Система предстабилизации частоты С02~лазера по резонансу пропускания интерферометра Фабри-Перо.

§ 2.4. Метрологические характеристики волноводного С0.?-лазера с системой предстабилизации частоты.

Глава 3. Параметры резонансов насыщенного поглощения молекулы QsO^ в области 28,46 ТГц при низком давлении.

§ 3.1. Введение.

§ 3.2. Ударное уширение резонансов.

§ 3.3. Интенсивность насыщения переходов.

§ 3.4. Контраст резонансов.

Глава 4. Стабилизация частоты СС^-лазеров по узким резонансам I920s04.

§ 4.1. Вводные замечания.

§ 4.2. Волноводный C02/0s04 лазер.

§ 4.3. Транспортабельный COg/OsO^ лазер.

Глава 5. Исследование дестабилизирующих факторов в

COg/OsO^ лазере.

§ 5.1. Предварительные соображения.

§ 5.2. Паразитная амплитудная модуляция.

§ 5.3. Асимметрия резонанса и сдвиги частоты стабилизированного COg/OsO^ лазера в условиях самофокусировки излучения в нелинейно-поглощающей среде.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Колебательно-вращательные переходы молекул OsO4 и их применение в стабилизированных по частоте СО2-лазерах»

Развитие метрологической основы частотных измерений в инфракрасном диапазоне требует как поиска реперов частоты в этом диапазоне, так и создания на их основе стандартов частоты различного класса.

При решении указанной проблемы стабилизированные СО^-лазеры играют важную роль благодаря своим уникальным свойствам. К ним, в частности, относится высокая мощность, монохроматичность и пространственная когерентность излучения, а также большое количество линий генерации, заполняющих дискретно диапазон от 27,21 ТГц до 32,85 ТГц. В указанном диапазоне известно более 100 квантовых переходов, в пределах которых возможна плавная перестройка частоты генерации в интервале 60*80 МГц при низких давлениях активной лазерной среды, а при переходе к повышенным давлениям в лазерах волноводного типа интервал перестройки расширяется до величины 1,5 ГГц и более. Использование изотопических модификаций молекулы углекислого газа увеличивает диапазон возможных частот генерации.

Стабилизированные по частоте СО^-лазеры могут быть использованы как стандарты частоты и длины в ИК диапазоне, опорные генераторы в цепях синтеза оптических частот, спектроскопах сверхвысокого разрешения, в системах оптической связи и локации.

Наиболее широко используемым методом повышения стабильности частоты газовых лазеров является в настоящее время активная стаби-лизациях их частоты с помощью узких резонансов насыщенного поглощения в молекулярных газах и парах при низком давлении /1/.

Одним из нелинейных поглотителей, особо перспективных для стабилизации частоты СО^-лазера, является молекула четырехокиси осмия (0s 04).

Начало серии экспериментальных и теоретических работ, связанных с изучением взаимодействия излучения СО^-лазера с 0s как насыщающимся поглотителем, было положено работой /2/, где ячейка с парами Os использовалась в качестве насыщающегося фильтра для пассивной модуляции добротности СО^-лазера. Позднее в работах /3,4/ были впервые обнаружены узкие резонансы насыщенного поглощения на ряде переходов СС^-лазера при использовании естественной смеси изотопических молекул Os 0^, а затем в работе /5/ при использо вании ряда изотопических модификаций Os О4, и предложено их использовать для стабилизации частоты СС^-лазера. Молекула OsO^ имеет ряд особенностей, позволяющих надеяться на получение высокой стабильности и точности воспроизведения частоты, а именно: а) переходы молекулы Os О4 с четными изотопами осмия не имеют сверхтонкой структуры, так как спины ядер Os и ^0 равны нулю; б) молекула имеет очень большую массу - 256 а.е., поэтому сдвиги, связанные с квадратичным эффектом Допплера и эффектом отдачи, черезвычайно маТ л лы и лежат в пределах ~ I • 10"* , в) используемые переходы хорошо совпадают, например, с центром линии излучения (Х^-лазера на PI4, имеют высокие коэффициенты поглощения и слабо уширяются с давлением. Новые возможности для стабилизации частоты СО^-лазеров связаны с использованием новых, более интенсивных линий поглощения, наблюдаемых с помощью волноводного (Х^-лазера /6,7/.

Структура колебательно-вращательного спектра молекул Os 0^ обусловлена в первую очередь переходами из основного колебательного состояния молекулы, которые расщеплены за счет колебательно-вращательного взаимодействия на так называемые "тетраэдрические" компоненты с симметрией Aj, Ag, Е, Fj, F£ /8/ (для молекул с четными изотопами осмия компоненты с симметрией Е, Fj, Fg отсутствуют /9/). С другой стороны, деформационные колебания ^ и молекулы 0$ О4 имеют сравнительно низкие частоты (332.9 и 329.0 см~*), поэтому первые возбужденные ур§вни соответствующих нормальных колебаний заметно заселены уже при комнатных температурах. В результате интенсивность поглощения для полос может ^ быть сравнима с интенсивностью основных полос. Линии переходов с возбужденных колебательных уровней налагаются на основную полосу , усложняя колебательно-вращательный спектр.

В работах /5, 10-13/ стабилизация частоты осуществлялась на линии PI4 перехода 00°1 - 10°0 по линии поглощения 0s 0^, которая относится к переходам из возбужденного колебательного состояния ( оС = 0,09 см~* • Торр-*). Частота этой линии примерно на 3 МГц выше частоты центра допплеровского контура линии PI4 С0г>. В работе /14/ предложено использовать СО^-лазер на PI4 в качестве одного из звеньев новой лазерной умножительной цепи, а в работе /15/ такая цепь реализована и впервые измерена частота CO^/Os 0^-лазера (^QsO = 28 464 676 938,5±1 кГц).

Позднее в работе /16/ впервые осуществлена стабилизация частоты С0£-лазера (PI4) по точно идентифицированному переходу из основного состояния Р(46)а| молекулы I920s 04 ( оС = 0,36 см"1 Торр""1). (Х^-лазер в этой работе представлял из себя волноводный лазер высокого давления с шириной полосы перестройки 1,2 ГГц в пределах колебательно-вращательного перехода С0г>. Расстройка частоты перехода Р(46)а| относительно центра допплеровского контура линии генерации составляла 115 МГц. Этот переход из основного полносимметричного состояния в отличие от переходов из возбужденных колебательных состояний, по-видимому, слабо подвержен влиянию внешних электрических и магнитных полей, имеет небольшой сдвиг из-за давления и значительный коэффициент поглощения, что позволяет существенно уменьшить давление газа в нелинейно-поглощающей ячейке. Так, коэффициент поглощения на основном переходе Р(46)а| в 4 раза больше, чем коэффициент поглощения на "горячем" переходе /8/.

Целью настоящей диссертации является исследование колебательновращательного спектра молекулы 0s с помощью волноводного COg-лазера высокого давления, повышение стабильности частоты и изучение дестабилизирующих факторов в CO^/Os лазерах.

В диссертации решались следующие основные задачи: изучение колебательно-вращательного спектра молекулы -^Os 0^, что необходимо для выбора с точки зрения стабилизации частоты наиболее перспективных переходов; разработка и исследование характеристик волно-водного СОгрпазера высокого давления с системой предстабилизации частоты по резонансу пропускания внешнего интерферометра Фабри-Пе-ро для работы со сверхузкими резонанеами; исследование ударного уширения, интенсивности насыщения и контрастов наиболее перспективных для стабилизации частоты СО^-лазеров резонансов; стабилизация частоты СО^-лазеров как высокого, так и низкого давления по узким тар резонансам x*^0s 0^; разработка и исследование характеристик транспортабельного стабилизированного CO^/OsO^ лазера; изучение некоторых дестабилизирующих факторов в CO^/OsO^ лазере, а именно: выяснение влияния паразитной амплитудной модуляции на частоту стабилизированного лазера, влияния эффектов самофокусировки и самодефокусировки лазерного пучка нелинейно-поглощающей средой на асимметрию и сдвиг вершины узкого резонанса.

Диссертация состоит из пяти глав.

Первая глава диссертации посвящена изучению колебательно-вра

TQO щательных переходов молекулы -"-^OsO^. Исследования спектров производились с помощью перестраиваемого по частоте волноводного СО^-ла-зера высокого давления с полосой перестройки частоты ~1,5 ГГц в пределах линий Рб f РЗО, R6 1 R30 полосы 00°1 - Ю°0 СО^. В пределах указанной перестройки частоты на этих линиях наблюдаются переходы Р- и R- ветвей полосы ^0s04 со значением у ^ 100. Частоты линий поглощения измерялись по отношению к центральной частоте переходов COgj при этом точность измерений составляла ~ 10" и определялась с одной стороны неопределенностью сдвигов частот переходов COg в области больших давлений газовой смеси лазера, а с другой - нелинейностью частотного масштаба в пределах полосы перестройки и погрешностью измерения расстройки по осциллограмме.

ТОО

Частоты некоторых переходов Os были измерены с более высокой точностью порядка 10"^ методом гетеродинирования, причём вол-новодный СО^-лазер стабилизировался по нелинейным резонансам тдр

Об 0^, соответствующим исследуемым переходам, другой лазер -низкого давления - по резонансам реперных линий молекул 0s 0^ и SF5» частоты которых известны из работ /15,17/. Измерение частоты биений этих лазеров позволяло находить частоты исследуемых переходов.

Для отнесения переходов к переходам из основного состояния на них были измерены коэффициенты ненасыщенного поглощения. На некоторых линиях СО^ проводились прямые измерения температурной зависитдр мости интенсивностей линий поглощения А0$ О4. Те из них, интенсивности которых относительно переходов из основного состояния увеличивались с ростом температуры, были отнесены к "горячим" полосам и % + • В ряде случаев идентификация участков спектра облегчалась наличием кластеров /18/, состоящих из компонент с симметрией Aj и А^ и имеющих удвоенную интенсивность. тор

Идентификация линий А Ч)s 0^ проводилась путем сопоставления рассчитанных частот с наблюдаемыми. По частотам интерпретированных линий был проведен расчет расширенного набора спектроскопических 192 постоянных 0s О4.

Вторая глава диссертации посвящена разработке волноводного С0г>-лазера высокого давления для метрологических приложений, то есть с повышенной температурной, механической и акустической стабильностью, снабженного пассивными и активными средствами сужения ширины спектра излучения для создания на его основе стандарта частоты на переходе из основного состояния а| Р(4б) О4 (линия

PI4 С02).

Известно, что СО^-лазеры в режиме свободной генерации имеют сравнительно низкую кратковременную и долговременную стабильность частоты и относительно широкий спектр излучения. Эффективным методом сужения спектра излучения и повышения стабильности частоты газовых лазеров является предстабилизация их частоты по резонансу пропускания внешнего интерферометра Фабри-Перо (ИФП) /19,20/. Система с ИШ обеспечивает улучшение указанных характеристик за счёт более жесткой конструкции малогабаритного резонатора, отсутствия плазмы разряда в нем, а также благодаря возможности герметизации и термостатирования. Такая система обладает рядом важных достоинств: не требует для своей реализации внутренней частотной модуляции лазерного излучения, позволяет плавно перестраивать стабилизированную частоту в пределах контура линии усиления лазера.

Волноводный СО^-лазер на линии PI4 полосы 00°1-10°0 С0^ имел выходную мощность 0,5 Вт и ширину перестроечной характеристики 600 МГц по основанию. Система предстабилизации обеспечивала стабильность частоты лазера I0""** за времена if = I0"*^-I с, около Ю"^^ за V = 1-100 с и 10"^ зн I час. Ширина спектра лазерного излучения составляла менее I кГц.

Разработанный стабилизированный лазер является хорошим инструментом для исследования параметров резонансов насыщенного поглощения. Этой проблеме посвящена третья глава диссертации. На линии PI4 измерено ударное уширение, интенсивность насыщения и контрасты резонансов переходов из возбужденного колебательного состояния и из о основного состояния А| Р(46).

Установлено, что ударные ширины и интенсивности насыщения в тар диапазоне давлений 0,5-10 мТорр паров 0s 0^ как для "горячего" резонанса перехода из возбужденного состояния (см.рис. I.I), так о и для резонанса, соответствующего переходу Р(46) из основного

192 состояния молекулы 1 0^ нелинейно зависят от давления. Нелинейный характер указанных зависимостей согласуется с представлениями о селективном упругом рассеянии молекул на малые углы при соударениях /21/. Зависимость ударной ширины резонансов от давления может быть представлена в виде &$р0(р)- cij+ 3j>p > где

7 ± 2) кГц, = (30 ± 5) кГц/мТорр для р = 0,25 - 1,0 мТорр, и (47 ± 5) кГц, = (8,6 ± 1,0) кГц/мТорр для р =

5-10 мТорр. Зависимость интенсивности насыщения вышеназванных переходов от давления может быть описана эмпирическим соотношением 1Н = ах рт , где т s 1,33; ах = (15 - 3) мкВт'СМ-2. мТорр"т, р выражено в мТорр и соответствует области 0,25-5,0 мТорр. При р > 5 мТорр зависимость 1н(р) приближается к линейной.

Минимальная ширина резонансов составила 15 кГц.

Четвёртая глава диссертации посвящена стабилизации частоты разработанного волноводного (Х^-лазера высокого давления с системой предстабилизации частоты по резонансам насыщенного поглощения молекулы ■^Os О4, а также разработке и исследованию характеристик транспортабельного стабилизированного лазера.

В случае волноводного СО^-лазера высокого давления использование резонанса перехода Р(46) из основного состояния, а также высококачественной оптики позволило на достаточно компактных установках (длина нелинейно-поглощающей ячейки составляла 4 метра, диаметр - б см) уменьшить давление паров насыщающегося поглотителя во внешней Os 0^-ячейке до 0,5 мТорр и работать на резонансе с параметрами: полная ширина на уровне 0,5 Д))р = 30 кГц, контраст dp - I %. При этом нестабильность частоты волноводного (^-Лазето ра составила ~10 при времени усреднения V= 10-100 с.

Во второй части главы описан транспортабельный стабилизированный лазер на 28,46 ТГц. Стабилизированный лазер состоит из опорного СО^-лазера со стабилизацией по "горячему" резонансу (см.рис. I.I) на линии PI4 полосы 00°I-I0°0 COg, к которому при помощи системы ФАП привязывался выходной СС^-лазер. В такой схеме значительно ослабляются компоненты вспомогательной частотной модуляции в выходном излучении (частотная модуляция необходима для работы системы автоподстройки частоты опорного лазера), а также уменьшается влияние внешних отражений на работу опорного, стабилизированного по линии OsO^ СС^-лазера. Применение ФАП к тому же позволяет перестраивать выходную частоту транспортабельного лазера в пределах то от I до 5 МГц при малой погрешности переноса (около 10 за 10 с).

Использование отпаянной стеклянной ячейки, длиной 60 см, содержа

192 щей пары Os 0^ при давлении 10 мТорр, позволило получить узкий резонанс шириной 300 кГц на уровне 0,5 по мощности с контрастом 3 %. Нестабильность частоты транспортабельного стабилизированного лазера составила g-1/Z ПрИ Времени усреднения V - 10"** то

I с, при V в 10 - 100 с нестабильность частоты составила ~ 10"" . Ширина спектра излучения такого лазера не более 5 кГц. Воспроизводимость частоты ~ 10"^.

В пятой главе диссертации исследовано влияние некоторых дестабилизирующих факторов на частоту стабилизированного CO^/OsO^ лазера. Одним из дестабилизирующих факторов является паразитная амплитудная модуляция (ПАЮ, возникающая, например, вследствие периодической разъюстировки лазерного резонатора при работе пьезокерамического датчика, из-за попадания излучения обратно в лазер при отражении от внешних оптических элементов, а также эффекта "затягивания" стабилизированной частоты к центру линии усиления лазера. Предложена методика контроля и минимизации уровня ПАМ. Получены выражения для сдвига стабилизированной частоты, обусловленного ПАМ.

Следующим дестабилизирующим фактором, который изучался в данной работе, является эффект самофокусировки и самодефокусировки лазерного пучка в нелинейно-поглощающей среде. При насыщении поглощения гауссовым световым пучком узкий резонанс в общем случае имеет асимметрию, величина которой зависит от разных физических факторов /22-30/. Наличие асимметрии приводит к сдвигу максимума резонанса относительно центральной частоты квантового перехода. В случае стабилизированного CO^/Os 0^ лазера с внешней нелинейно-поглощающей ячейкой (НПЯ) выбор параметров экспериментальной установки позволяет снизить частотные сдвиги из-за паразитных эффектов /22-30/ до то уровня 10 . Однако в ряде наших экспериментов было обнаружено наличие сдвигов на уровне 10"^, проявляющихся предположительно через геометрию светового луча в НПЯ и систему фоторегистрации, механизм которых оставался неясным. Было установлено, что возникновение пьедестала дисперсионной формы, и, как следствие, асимметрии резонанса, и сдвигов стабилизированной частоты происходит из-за эффектов самофокусировки и самодефокусировки излучения в НПЯ, особенно в условиях детектирования части светового пучка фотоприёмником системы АПЧ или недостаточной однородности фоточувствительности в пределах его приёмной плшцадки.

Основные защищаемые положения следующие: I. В диапазон непрерывной перестройки частоты волноводного С02~лазера высокого давления в пределах линий Р и R -ветви перехода 00°1- 10°0 СОг) попадает ряд переходов полосы из основного тор колебательного состояния молекулы 0s 0^. Молекулярные константы, описывающие частоты этих переходов в рамках формализма неприводимых тензорных операторов имеют следующие значения:

960,7066 ± 0,0016 (см-1); п = 0,235821 ± 0,000018 (см"1); р = (-0,1892 ± 0,0012).КГ3 (см"1); ср = (-0,648 ± 0,042).КГ^см"3); S = (-0,42 ± 0,14)-10"9 (см"1); k = (0,803 ± 0,070).Ю"8 (см"1); д = (0,1113 ± 0,0022).Ю"4 (см"1); к = (-0,50 ±0,34).10"10 (см"1);

Z'= (0,430 ± 0,037)-Ю'^Ссм"1); "2" = (-0,185 ± 0,042)-I0"I2(см-1

2. Квантовый переход a| Р(4б) полосы молекулы ^OsO^ является перспективным для создания стандарта частоты инфракрасного то диапазона,имеющего погрешность воспроизведения частоты ~ 10 и лучше,на основе волноводного С02-лазера высокого давления с системой предстабилизации частоты по резонансу пропускания внешнего интерферометра Фабри-Перо (28,46 ТГц,Р14 C0g).

3. Транспортабельный COg/OsO^ лазер на 28,46 ТГц имеет нестатр бильность частоты ~10 за время усреднения 10 - 100 с,погрешность воспроизведения частоты ~ 10"^. Выходное излучение имеет "чистый" спектр и может плавно перестраиваться по частоте.

4. Серьезным дестабилизирующим фактором CO^/OsO^ лазера является паразитная амплитудная модуляция. Ее вклад в нестабильность и погрешность воспроизведения частоты может быть снижен до значения

-ТО менее 10 при оптимальном выборе оптической схемы формирования резонанса,параметров частотной модуляции и использовании предложенной методики контроля уровня ПАМ.

5. Основным дестабилизирующим фактором в COg/OsO^ лазере является эффект самофокусировки гауссового светового пучка нелинейно-поглощающей средой,который вызывает асимметрию и сдвиг максимума резонанса. Введенная количественная характеристика асимметрии является важным параметром резонанса насыщенного поглощения. Асимметрия, обусловленная эффектом самофокусировки,линейно связана со сдвигом максимума резонанса. Эффект самофокусировки является главной причиной зависимости частоты COg/OsO^ лазера от давления 0s0^, мощности излучения и условий фоторегистрации сигнала резонанса. Вклад этого эффекта в погрешность воспроизведения частоты COg/OsO^ лазера может быть снижен до величины менее 10"^.

Основные результаты диссертации отражены в работах / 7,16, 30 - 40,73 / и докладывались на I Всесоюзном симпозиуме "Повышение точности квантовых стандартов частоты" (Москва,1980),на У1 Всесоюзном симпозиуме по молекулярной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения (Томск,1982),на Всесоюзной научно-технической конференции "Метрологическое обеспечение измерений частотных и спектральных характеристик излучения лазеров" (Харьков,1982),на Всесоюзной научно-технической конференции "Применение время-частотных средств и методов измерений в народном хозяйстве" (Москва,1983).

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Фомин, Валентин Владимирович

Основные результаты работы можно кратко сформулировать следующим образом.

1. Исследован колебательно-вращательный спектр переходов мотор лекулы Os О4 с помощью волноводного С0£-лазера высокого давления с полосой перестройки частоты 1,5 ГГц. Идентифицирован ряд новых переходов из основного состояния, при этом измерены с точностью I0""9 абсолютные частоты некоторых переходов методом гете-родинирования. Определен расширенный набор молекулярных констант I920S04.

2. Разработан волноводный СОгрлазер высокого давления специально для метрологических приложений с системой предстабилиза-ции частоты по резонансу процускания внешнего интерферометра Фа-бри-Перо с параметрами: выходная мощность - 0,5 Вт; полоса перестройки - 600 МГц; нестабильность частоты лазера - за времена V = Ю"3 - I с, около за С = I - 100 с и Ю~9 за X час, ширина спектра излучения - менее I кГц.

3. Измерены ударное уширение, интенсивность насыщения и кон тор траст узких резонансов молекулы 0s О4 в области 28,46 ТГц в диапазоне давлений 0,5 - 10 мТорр. Установлено, что ударное уширение и интенсивность насыщения нелинейно зависят от давления в указанном диапазоне. Нелинейный характер указанных зависимостей согласуется с представлениями о селективном упругом рассеянии молекул на малые углы при соударениях. Получены предельно узкие ре-зонансы шириной 15 кГц, контрастом 0,1 %.

4. Осуществлена привязка частоты волноводного COg^nasepa с системой предстабилизации частоты по ИШ к вершине узкого резонанса I920s О4 на переходе Ag2 Р(46) \>з . Нестабильность частоты GOg/Os О4 лазера составила ~ воспроизводимость ~10""*2.

5. Разработан транспортабельный CO^/OsO^ лазер с нестабиль

12 ТО ностью частоты 10 , погрешностью воспроизведения частоты 10" , с "чистым" спектром и возможностью перестройки стабилизированной частоты. Стабилизация осуществляется по "горячему"резонансу молекулы I920s04 в диапазоне 28,46 ТГц.

6. Исследована паразитная амплитудная модуляция в стабилизированном C0£/0s04 лазере, возникающая вследствие периодической разъ-юстировки лазерного резонатора при работе пьезокерамического датчика. Предложена методика контроля и уменьшения уровня ПАМ. Получены соотношения для сдвига стабилизированной частоты,обусловленного ПАМ.

7. Впервые экспериментально исследованы асимметрия резонанса насыщенного поглощения и сдвиги частоты стабилизированного CO^/OsO^ лазера в зависимости от условий фоторегистрации выходного пучка во тар внешней нелинейно-поглощающей ячейке,давления паров А 0s04 и интенсивности излучения. Введена количественная характеристика асимметрии резонанса. Исследовано радиальное распределение асимметрии в гауссовом пучке на выходе ячейки. Обнаружена линейная связь между асимметрией резонанса и сдвигом частоты лазера. Для интерпретации этих экспериментов предложена теоретическая модель, основанная на эффекте самофокусировки гауссового светового пучка в нелинейно-поглощающей среде, описывающая появление у резонанса пьедестала дисперсионной формы и,как следствие, возникновение асимметрии резонанса и сдвига стабилизированной частоты.

В заключение автор выражает глубокую и искренную благодарность своему научному руководителю д.ф.-м.н. Е.Н.Базарову.

Автор считает своим приятным долгом поблагодарить к.ф.-м.н. Г.А.Герасимова и к.ф.-м.н. В.П.Губина за непосредственное и плодотвор ное сотрудничество.

Автор благодарит Н.И.Старостина,А.И.Сазонова,В.А.Аортова,В.Н. Хилова за помощь в работе,д.т.н. В.М.Татаренкова и к.т.н. Н.Б.Коше

- из ляевского за поддержку работ по оптическим стандартам частоты и предложение использовать внешний интерферометр Фабри-Перо для пред-стабилизации частоты СС^-лазера, а также к.ф.-м.н. В.Л.Дербова, А.Д. Новикова и С.Ю.Отрохова за сотрудничество при интерпретации спектров OsO^.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Фомин, Валентин Владимирович, 1984 год

1. Летохов B.C., Чеботаев В.П. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. - М.: Наука, 1975, 279 с.

2. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А. Пассивная модуляции добротности СС^-лазера насыщающимся фильтром на основе паров OsO^. -Квантовая электроника, 1971, № 4, с.87-88.

3. Gorokhov Yu.A.,Kompanets O.N.,betokhov V.S.,Gerasimov G.A. Posudin Yu.I. Narrow saturation resonances in the spectrum of OsO^ induced Ъу CO^ laser radiation. Opt.Communs.,1973,vol.7,1. 4,p.320-322.

4. Базаров E.H., Герасимов Г.А., Посудин Ю.И. Узкие резо-нансы при насыщении поглощения osO^. Оптика и спектроскопия, 1975, т.38, вып.З, с.625.

5. Компанец О.Н., Кукуджанов А.Р., Летохов B.C., Миногин В.Г. Михайлов Е.Л. Нелинейная лазерная спектроскопия колебательно-вращательных переходов моноизотопных молекул osO^ и стабилизация частоты СО^-лазера. ЖЭТФ, 1975,т.69, вып.1 (7),с.32-47.

6. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А.,Сазонов А.И. Спектроскопия молекул osO^ и sf6 с помощью перестраиваемого по частоте волноводного СО£-лазера высокого давления. Квантовая электроника, 1979, т.6, № 6, с.582-586.

7. McDowell R.S.,Radziemski Ъ.J.,Flicker Н.,Galbraith,H.W., Kennedy R.C.,Nereson N.G.,Krohn B.J.,Aldridge J.P.,King J.D., Fox K. High resolution spectroscopy of the OsO^ stretchingfudamental at 961 cm"1. -J.Chem.Phye.,1978,vol.69,IT 4,p.1513-1521.

8. Герцберг Г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул. М.: ИЛ, 1949, 647 с.

9. Гусев В.М., Компанец О.Н., Кукуджанов А.Р., Летохов B.C.,то

10. Михайлов Е.Л. Стабилизация частоты С02^лазера с точностью 10 по узким резонансам SPg и OsO^. Квантовая электроника, 1974,т.I, № II, с. 2465-2469.

11. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А.,Губин В.П., Посудин Ю.И.Стабилизация частоты С0£-лазера по узким резонансам в OsO^. Изв.вузов СССР, сер.Радиоэлектроника, 1977, т.20, № 10, с.39-49.

12. Компанец О.Н., Кукуджанов А.Р., Михайлов Е.Л. К вопросуо воспроизводимости частоты C02/OsO^ лазера. Квантовая электроника, 1977, т.4, № 9, с.2016-2019.

13. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., Губин В.П., Старости^ Н.И. Стабилизация частоты COg^naaepa по узким резонансам в OsO^ II . -Изв.вузов СССр, сер.Радиоэлектроника, 1981, т.24, № 3, с.79-83.

14. Домнин Ю.С., Татаренков В.М., Щумяцкий П.С., Измерение частоты СО^-лазера на линии PI4 (10,6 мкм). Квантовая электроника, 1975, т.2, № 12, с.2612-2614.

15. Домнин Й.С., Кошеляевский Н.Б., Татаренков В.М., Щумяцкий П.С., Компанец 6.Н., Кукуджанов А.Р., Летохов B.C., Михайлов Е.Л, С0£/ 1920в04 лазер: абсолютная частота световых колебаний и новые возможности. Письма в ЖЭТФ, 1979, т.30, вып.5, с.269-272.

16. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., 1^бин В.П., Сазонов А.И.,

17. Старостин Н.И., Фомин В.В. Стабилизация частоты волноводного СО2лазера высокого давления по резонансам насыщенного поглощения моторлекулы 0s О4. Квантовая электроника, 1980, т.7, № 12, с.2646-2649.

18. ЬоеЧе М.,Clairon A.,Prichet А.,McDowell R.S.,Galbraith H.W.

19. Hilico J.-C.,Moret-Bailly J,,Henry L. Constantes spectrales de la bande de la molecule "^SFg calcul^es a partir du spectre d'absorption satur<Se.- Compt.Rend.,1977,vol.285B,H 7,p.175-178.

20. Pox K.,Galbraith H.W.,Krohn B.J.,Louck J.D.Theory of level splittings Spectrum of the octahedrally invariant fourth-rank tensor operator. Phys.Rev. A,1977,vol.15,Я 4,p.1363-1381.

21. Hackel b.A.,Hackel R.P.,Ezekiel S.Molecular Beam Stabilized Multiwatt Argon Lasers. In: Proc.2nd frequency standards and metrology symposium. - Copper Mauntain, USA,1976,p.107-114.

22. Camy G.,Decomps B.,Gardissat J.-Ь.,Borde C.J. Frequency

23. Stabilization of Argon Lasers,at 582,49 THz Using Saturated Ab-127sorption in In: Proc.2nd freq.stand, and metr. symp.,

24. Copper Mauntain,USA,1976,p,153.

25. Раутиан С.Г., Смирнов Г.й., Шалагин A.M. Нелинейные резо-нансы в спектрах атомов и молекул.-М.: Наука, 1979, 310 с.

26. Hall J.,Borde С.Shift and Broadening of Saturated Absorption Resonances Due to Curvature of the Laser Wavefronts. In: Pros.2nd frequency standards and metrology symposium.- Copper Mauntain,USA,1976,p.115-123.

27. Hall J.L.,Borde C.J.Shift and broadening of saturated absorption resonances due to curvature of laser wave fronts. -Appl.Phys.Lett.,1976,vol.29,H 12,p.788-790.

28. Borde C.J.,Hall J.L.,Kunasz C.V*,Hummer D.G. Saturated absorption line shape: Calculation of the transit-time broadening by a perturbation approach. Phys.Rev.A,1976,vol.14,IT 1,p.236-263.

29. Kramer G. ,Weis C.O.,Helmcke J. Laser Frequency Stabilization by Means of Saturation Dispersion.- Z.Haturforsch,1975, vol.30a,p.1128-1132.

30. Shimoda K.,Tako T. Recent Results on Laser Frequency

31. Stabilization in Japanese Institutes,- In: Proc.2nd frequency-standards and metrology symposium,- Copper Mauntain,USA,1976, p.187-203.

32. Maeda H.,Shimoda K. Theory of a gas laser with a Gaussian field profile.- J.Appl.Phys,1975,vol.46,N 3,p.1235-1239.

33. Maeda H.,Shimoda K. Theory of the inverted Lamb dip with a Gaussian beam.- J.Appl.Phys,1976,vol.47,N 3,p.1069-1071.

34. Титов A.H.O предельной точности метода насыщенного поглощения. -Квантовая электроника, 1981, т.8, № 9, с.2039-2042.

35. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., Губин В.П., Старости^ Н.И., Фомин В.В. Паразитная амплитудная модуляция в стабилизированных COg-лазерах.«Квантовая электроника, 1981, т.8, № 7,с.1521-1523.

36. Глушков М.В., Косичкин Ю.В., Надежденский А.И., Заса-вицкий И.И., Шотов А.П., Герасимов Г.А., Фомин В.В. Колебательно-вращательные спектры полосы газа 1920s04, полученные с помощью диодного лазера.-Квантовая электроника, 1980, т.7, № 4, с,908-911.

37. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., 1убин В.П., Сазонов А.И., Старостин Н.И., Фомин В.В. Волноводный С0« /ОвО. лазер со стабильто с 4ностью частоты 10" . -Квантовая электроника, 1983, т.10, № II, с.2257-2262.

38. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., Губин В.П., Старостин Н.И., Фомин В.В. Параметры резонансов насыщенного поглощения молекулы1920s04 в области 28,46 ТГц при низком давлении. Квантовая электроника, 1984, т.II, № 2, с.282-287.

39. Базаров Е.Н., Герасимов Г.А., Губин В.П., Сазонов А.И.,

40. Старостин Н.И., Фомин В.В. Стабилизированный волноводный COg/osO^ лазер. Измерение параметров резонанса а|р(46) 1920s04.- Применение время-частотных средств и методов измерений в народном хозяйстве: Тез.докл.Всесоюз.научн.-техн.конф.-М., 1983,с.174-175.

41. McDowell R.S.,Goldblatt М. The Vibrational Spectrum and Force Field of Osmium Tetroxide.- Inorg.Chem.,1971,vol.10,IT 3, p. 625-630.

42. Moret-Bailly J. Calculation of the Frequencies of the Lines in a Three-fold Degenerate Fundamental Band of a Spherical Top Molecule.- J.Mol.Spectr.,1965,vol.15,IT 3,p.344-354.

43. Bobin В.,Fox F. J.Phys.(France),1973,vol.34,p.571.

44. Champion J.-P.,Pierre G.,Michelot F.,Moret-Bailly J. Composantes cubiques normales des tenseurs spheriques.- Can.J. Phys.,1977,vol.55,IT 6,p.512-520.

45. Fox K. ,0zier I., J.Chem.Phys., 1970,vol.52,IT 10,p.5044.

46. Moret-Bailly J.,Gautier L.,Montagutelli J. Clebsch-Gordan Coefficients Adapted to Cubic Symmetry.- J.Mol,Spectrosc#, 1965,vol.15,N 3,p.355-377.

47. Krohn B.J. Diagonal F4 and F6 Coefficients for Spherical-Top Molecules in Angular-Momentum states up to J«100.- J.Mol. Spectrosc. ,1977,vol.68,IT 3,p.497-498.

48. Базаров E.H., Герасимов Г.А., Дербов В.Л., Отрохов С.Ю.,

49. Диагональные F4 и Р6 коэффициенты для тетраэдричеекой группы симметрии (до J=100 ). - М.,1981, 80 с/Препринт ИРЭ АН СССР №12(315).

50. Krohn B.J. The Perturbations of Line Frequencies in High-J Manifolds of the Band of SFg.- J.Mol. Spectrs.,1978,vol.73, ЯГ 3,p.462-474.

51. Hecht K.T. The Vibration-Rotation Energies of Tetrahedral XY^ Molecules.- J.Mol.Spectrosc.,1960,vol.5,N 5,p.355-389.

52. Shaffer W.H.,Nielsen H.H.,Thomas L.H. The rotation-vibration energies of tetrahedrally symmetric pentatomic molecules 1,11.- Phys.Rev.,1936,vol.56,p.895.

53. Компанец O.H., Кукудясанов A.P., Летохов B.C.Михайлов В.Л. Стабилизация частоты лазера на двуокиси углерода с помощью внешней нелинейно-поглощающей ячейки SFg. Квантовая электроника, 1973, № 4 (16), с.28-34.

54. Доманов М.С., Щербатых В.Д. Влияние отраженного сигнала на стабильность частоты и мощности лазера на двуокиси углерода. Квантовая электроники, 1975,т.2, № I, с.99-104.

55. Laakmann K.D.,Steier W.H. Waveguides: characteristic modes of hollow rectangular dielectric waveguides.- Appl.Opt., vol.15.IT 5,p.1334-1340.

56. Мэйтлэнд А., Данн M. Введение в физику лазеров. М.: Наука, 1978, 407 с.

57. Калитиёвский Н.И. Волновая оптика.-М.: Наука,1971,376 с.61. йценко Е.Ф. Открытие оптические резонатора. -М.:Совет-ское радио, 1975, 122 с.

58. Басов НЛ\, Компанец О.Н., Летохов B.C., Никитин В.В. Исследование узких резонансов внутри допплеровской линии вращательно-колебательных переходов молекулы SPg при насыщении поглощения.-ЖЭТФ, 1970, т.59, вып.2 (8), с.394-403.

59. Barnes J.A.,Chi.A.R.,Cutler.L.S.,et al. Characterization of Frequency Stability.- IEEE Trans.Instrum.Meas.,1971,vol.IM-20, IT 2,p.105-119.

60. Клэппер Д., Фрэнкл Д. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты. М.: Энергия, 1977, 438 с.

61. Домнин Ю.С.; Татаренков В.М., Шумяцкий П.С. Тез.докл.на 1У Всесоюзн.конф. "Метрология в радиоэлектронике", М., 1978.

62. Багаев С.Н., Дычков А.С., Дмитриев А.К., Чеботаев В.П. Исследование сдвигов нелинейного резонанса в метане на длине волны 3,39 мкм. ЖЭТФ, 1980, т.79, вып.4 (10), с.1160-1173.

63. Вильдяаонене Н.М., Гужва Ю.Г. Влияние немонохроматического радиочастотного возмущения на систему атомов с двумя состояниями.-Вопросы радиоэлектроники, сер.Общетехническая, 1971, вып.19,с.102-106.

64. Чеботаев В.П. В кн.: Применение лазеров в атомной, молекулярной и ядерной физике: Тр.1 Всесоюзн.школы, Вильнюс, 1978.1. М.: Наука, 1979, 468 с.

65. Clairon A. Stabilization des lasers a gaz carbonique par l'absorption saturee.- These,1974,Paris: L'Universite P. et M. Curie.

66. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.,1955,192с.

67. Lamb W.E. Theory of an Optical Maser.- Phys.Rev.,1964, vol.134,И 6A,p. A1429-A1450.

68. Kogelnik H. On the Propagation of Gaussian Beams of Light throught.Lenslike Media Including those with a Loss or Gain Variation.- Appl.Optics, 1965,vol.4,IT 12,p.1562-1569.