원적외선 레이저 방출 및 그들의 주파수의 측정을 특성화

Michael Jackson; Lyndon R. Zink

doi:10.3791/53399

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방법 논문

원적외선 레이저 방출 및 그들의 주파수의 측정을 특성화

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DOI:

10.3791/53399

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2015년 12월 18일

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

이 논문에서

요약

우리는 헤테로다인 기술을 사용한 주파수 측정과 함께 광학적으로 펌핑된 분자 레이저를 사용하여 원적외선을 생성하는 방법을 설명합니다. 실험 시스템과 기술은 디플루오로메탄(CH₂, F₂)을 레이저 매체로 사용하여 시연되며, 그 결과에는 3개의 새로운 레이저 방출과 8개의 측정된 레이저 주파수가 포함됩니다.

초록

발생 및 원적외선의 후속 측정은 고해상도 분광법, 전파 천문 및 테라 헤르츠 촬상 수많은 응용을 발견했다. 약 45 년 동안, 코 히어 런트, 원적외선 방사의 생성은 광 펌핑 레이저를 이용하여 분자 달성되었다. 원적외선 레이저 방사선이 검출되면,이 레이저 방출 주파수는 세 레이저 헤테로 다인 기법을 사용하여 측정된다. 이 기술에 의해, 광학적으로 펌핑 된 분자 레이저로부터 알 두 주파수 안정화 적외선 기준 주파수 간의 차이 주파수와 혼합된다. 이 기준 주파수는 독립적 이산화탄소 레이저에 의해 생성 된 각각 외부 저압 기준 셀로부터의 형광 신호를 이용하여 안정화. 알려 지거나 알려지지 않은 레이저 주파수 사이 결과 비트는 그 출력 스펙에 관찰되는 금속 - 절연체 - 금속 점 접촉 다이오드 검출기에 의해 모니터링된다TRUM 분석기. 이러한 레이저 배출량 간의 비트 주파수는이어서 측정 알려지지 원적외선 레이저 주파수를 추정하기 위해 공지 된 기준 주파수와 결합된다. 이 방법으로 측정 레이저 주파수 수득 한 시그마 분수 불확실성 정확하게 원적외선 레이저 방출의 주파수를 결정하는 단계를 포함한다. ^107에서 ± 5 중량 부이다들은 종종 다른 측정 기준으로서 사용되는 바와 같이 높은 같이 중요 레이저 자기 공명을 이용하여 자유 라디칼 -resolution 분광 조사. 이 조사, 디 플루오로 메탄, CH ₂ F _2의 일부로서, 원적외선 레이저 매체로서 사용 하였다. 모두에서, 여덟 원적외선 레이저 주파수는 0.359에서 1.273 테라 헤르츠 주파수 범위와 처음으로 측정 하였다. 이러한 레이저 방출의 세이 조사 중에 발견되었고 CO _2에 대하여 최적의 작동 압력, 분극보고

서론

원적외선 레이저 주파수의 측정은 제 Hocker 수행하고 1967 년 동료들은 마이크로파 신호의 고차 고조파들을 혼합하여 직접 방전 시안화 수소 레이저로부터의 311 및 337 μm의 배출을위한 주파수를 측정했다 실리콘 다이오드 ^(1). 더 높은 주파수를 측정하기 위해, 레이저 및 고조파 혼합 장치의 체인은 레이저 ^{2 고조파를} 생성하기 위해 사용되었다. 결국 두 레이저는 필요한 차이가 어떤 주파수 합성 ^3,4-을 위해 선택되었다 (CO ₂₎ 이산화탄소를 안정화. 오늘날, 4 테라 헤르츠까지 원적외선 레이저 주파수가 두 생성 차 주파수의 1 차 고주파를 이용하여이 기술로 측정 할 수는 CO ₂ 기준 레이저 안정화. 고주파 레이저 방출은 또한 메탄올 isotopologues CHD의 _{2 내지} 9 테라 헤르츠 방출 레이저, 제 2 고조파를 사용하여 측정 할 수 OH 및 CH ₃ ¹⁸ OH. 수년에 걸쳐 ^5,6, 레이저 주파수의 정확한 측정은 과학 실험 ^7,8의 숫자를 영향과 파리에서 도량형 총회에 의해 미터의 새로운 정의의 채택을 허용했다 1983 년 ^{^{^9-11}}