Ưu điểm của nguồn laser xung đôi trong quang phổ phát xạ nguyên tử

NGUỒN LASER XUNG TRONG CÁC KỸ THUẬT PHỔ

Vai trò của các xung laser trong các kỹ thuật quang phổ

Chương 2 ƯU ĐIỂM CỦA NGUỒN LASER XUNG ĐÔI TRONG

QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ

2.1 Cơ chế tác động của laser xung đơn và xung đôi lên mẫu

2.2 Ưu điểm của nguồn laser xung đôi trong kỹ thuật phổ laser phát xạ nguyên tử

Chương 1 NGUỒN LASER XUNG TRONG CÁC KỸ THUẬT PHỔ

1.1 Chế độ phát xung của laser

1.1.1 Chế độ ba mức năng lượng

Khảo sát laser hoạt động theo sơ đồ ba mức, trong đó có một đám hạt hấp thụ năng lượng bơm (mức 3) Các kết quả dưới đây sẽ không thay đổi khi có nhiều đám hấp thụ bức xạ bơm, miễn là xác suất dịch chuyển từ những đám này xuống mức 2 rất lớn Độ tích lũy tại các mức được gọi là

Laser chỉ phát đơn mode với số photon tương ứng trong hệ cộng hưởng là q Giả thiết rằng dịch chuyển giữa mức 3 và 2 diễn ra nhanh chóng, dẫn đến N3 gần bằng 0 Do đó, phương trình tốc độ có thể được xác định theo [1].

Hình 1.1 Sơ đồ năng lượng của laser 3 mức

Nt – mật độ nguyên tử hay phân tử trong môi trường hoạt tính;

WP – hệ số, được gọi là tốc độ bơm;

Wp N1 số nguyên tử được bơm từ mức năng lượng 1 lên mức năng lượng 3;

Bq(N2 – N1) mô tả sự thay đổi số lượng hạt ở mức năng lượng 2 do bức xạ hoặc hấp thụ cưỡng bức, trong đó B được coi là tốc độ bức xạ cảm ứng.

1 trên một photon trong mode khảo sát, nó tỷ lệ hay đồng nhất với hệ số Einstein về chuyển dời.) N 2

 - mô tả sự giảm độ tích lũy N2 ở mức năng lượng 2 do sự tích thoát tự nhiên ( là thời gian sống ở mức năng lượng 2)

Số hạng V Bq(N -N ) a 2 1 mô tả quá trình sinh ra proton ở chế độ q thông qua bức xạ cưỡng bức, được bù trừ bởi sự hấp thụ cưỡng bức của số hạt N1 tại mức năng lượng 1 Thể tích mode Va bên trong môi trường hoạt tính có giá trị khác nhau tùy thuộc vào từng buồng cộng hưởng.

 là sự mất mát bức xạ trong buồng cộng hưởng do các nguyên nhân khác nhau ( c thời gian sống của bức xạ trong buồng cộng hưởng)

Trong trường hợp kích thước vết ω dọc trục hệ cộng hưởng biến đổi rất ít, thì

   0 (ω0 kích thước vết tại tâm của hệ cộng hưởng) Khi đó, đại lượng Va của mode TEM00 (đối với cường độ mode) có dạng :

 - sự phân bố không gian trường của mode TEM00 trong hệ cộng hưởng Đưa biểu thức

- độ dài môi trường hoạt tính, L – khoảng cách giữa hai gương phản xạ

Một số vấn đề cần lưu ý khi tiếp tục khảo sát :

Mức 3 thể hiện độ tích lũy rất nhỏ, xảy ra khi tốc độ phân hủy lớn hơn nhiều so với tốc độ bơm Khi đạt đến trạng thái cân bằng, độ tích lũy ở mức 3 sẽ có dạng đặc trưng.

 3 thời gian sống của các hạt (cả bức xạ và không bức xạ) Để bỏ qua đại lượng N3, cần thỏa mãn N3