遠赤外線レーザーの排出量とその周波数の測定を特徴付けます

Michael Jackson; Lyndon R. Zink

doi:10.3791/53399

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方法論記事

遠赤外線レーザーの排出量とその周波数の測定を特徴付けます

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DOI:

10.3791/53399

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2015年12月18日

Michael Jackson¹^,³ , Lyndon R. Zink²

¹Department of Physics, Central Washington University, ²Department of Physics, University of Wisconsin-La Crosse, ³College of Science and Technology, Millersville University

この記事について

サマリー

私たちは、光学励起分子レーザーを使用した遠赤外線の発生と、ヘテロダイン技術によるそれらの周波数の測定について説明します。この実験システムと技術は、ジフルオロメタン(CH₂F₂)をレーザー媒体として使用して実証され、その結果には3つの新しいレーザー放射と8つの測定レーザー周波数が含まれます。

要約

遠赤外線の発生とその後の測定は、高分解能分光法、電波天文学、およびテラヘルツイメージングにおいて多くの用途を発見しました。約45年にわたって、コヒーレント、遠赤外線の発生は、光励起分子のレーザーを使用して達成されました。遠赤外線レーザー放射線が検出されると、これらのレーザ放射の周波数は三レーザーヘテロダイン技術を用いて測定されます。この技術では、光励起分子レーザから未知の周波数は、二つの安定化、赤外線基準周波数との差周波数で混合されます。これらの基準周波数は、それぞれが外部低圧基準セルからの蛍光信号を用いて安定化され、独立した二酸化炭素レーザによって生成されます。既知および未知のレーザ周波数間のビートが得られ、その出力仕様に観察される金属 - 絶縁体 - 金属点接触ダイオード検出器によって監視されますtrumアナライザ。これらのレーザ放射との間のビート周波数は、その後、未知の遠赤外線レーザ周波数を推定することが知られている基準周波数で測定され、組み合わされます。それらはしばしば高いのように、他の測定のための基準として使用されているように、この技術を用いて測定レーザ周波数の結果の1シグマ分数不確かさが10 ^7±5重量部である。正確に遠赤外線レーザ放射の周波数を決定することは重要ですレーザー磁気共鳴を用いたフリーラジカルの-resolution分光調査。この研究の一環として、ジフルオロメタン、CH _{2 F} _2は、遠赤外線レーザ媒質として使用しました。全部で8つの遠赤外線レーザー周波数は0.359から1.273テラヘルツの範囲の周波数を有する第1の時間を測定しました。これらのレーザーの排出量のうちの3つは、この調査中に発見され、CO _{2に対する}それらの最適運転圧力、偏光で報告されています

概要

遠赤外線レーザ周波数の測定は、最初の彼らは、マイクロ波信号の高次高調波と混合して直接放電シアン化水素レーザーからの311と337ミクロンの排出のための周波数を測定1967年Hockerおよび共同研究者によって行われました。シリコンダイオード^1インチより高い周波数を測定するために、レーザと高調波の混合装置のチェーンは、レーザの高調波^{2を生成するために使用さ}れました。最終的には両者はレーザが必要な差周波数を^{3,4を合成するために}選択された二酸化炭素（CO _2）を安定化します。今日、4テラヘルツまでの遠赤外線レーザー周波数が2で生成された差分周波数の最初の高調波を使用して、この技術を用いて測定することができる_CO 2基準レーザを安定化。より高い周波数のレーザー放射は、また、メタノールの同位体のCHD _{2 OH}及びCH ₃から9テラヘルツレーザ放射として第二高調波を用いて測定することができます ¹⁸ OH UB。長年の間に^5,6、レーザー周波数の正確な測定は、科学実験^7,8の数に影響を与えたとパリでの度量衡の総会によってメートルの新しい定義の採用を可能にしました1983年^{^⁹から11}

例えば、記載....