Optik olarak pompalanan bir moleküler lazer kullanarak uzak kızılötesi radyasyonun üretilmesini ve frekanslarının heterodin teknikleriyle ölçülmesini açıklıyoruz. Deneysel sistem ve teknikler, sonuçları üç yeni lazer emisyonu ve sekiz ölçülen lazer frekansı içeren lazer ortamı olarak diflorometan (CH2F2) kullanılarak gösterilmiştir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Uzak-kızılötesi lazer Emisyonları ve Bunların Frekansları ölçülmesi Karakterizasyonu
Bu makalede
Özet
Özet
Üretim ve uzak kızılötesi radyasyon sonraki ölçümü yüksek çözünürlüklü spektroskopisi, radyo astronomi ve Terahertz görüntüleme sayısız uygulamaları bulmuştur. Yaklaşık 45 yıldır, tutarlı, uzak kızılötesi radyasyon nesil optik pompalanan moleküler lazer kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Uzak kızılötesi lazer ışınımı tespit edildiğinde, bu lazer emisyonları frekansları üç lazer heterodyne tekniği kullanılarak ölçülür. Bu teknik ile, optik olarak pompalanır molekül lazer bilinmeyen frekansı iki stabilize kızılötesi referans frekansları arasındaki fark frekansı ile karıştırılır. Bu referans frekansları bağımsız karbondioksit lazerler tarafından oluşturulan, her biri bir harici, düşük basınçlı referans hücresinden floresan sinyali kullanılarak stabilize. Bilinen ve bilinmeyen lazer frekansları arasında ortaya çıkan yendi olan çıkış spec gözlenen bir metal-yalıtkan-metal nokta temaslı diyot dedektör tarafından izlenirSpektrum analizör. Bu lazer emisyonları arasındaki yendi frekans sonradan ölçülen ve bilinmeyen uzak kızılötesi lazer frekansını hesaplamak için bilinen referans frekansları ile birleştirilir. Bu teknik ile ölçülür lazer frekansları için elde edilen bir sigma fraksiyonel belirsizlik Doğru uzak kızılötesi lazer emisyonları sıklığını belirlemek., 10 7 ± 5 parçalar genellikle diğer ölçümler için referans olarak kullanıldığı gibi, yüksek olduğu gibi, kritik Lazer manyetik rezonans kullanılarak serbest radikallerin -resolution spektroskopik incelemeleri. Bu araştırma, diflormetan, CH2F 2 bir parçası olarak, uzak-kızıl ötesi lazer ortamı olarak kullanılmıştır. Bütün sekiz uzak kızılötesi lazer frekansları 0.359 den 1,273 THz kadar frekansları ile ilk kez ölçüldü. Bu lazer emisyonu Üç Bu soruşturma sırasında keşfedilen ve CO 2 ile ilgili optimal çalışma basıncı, kutuplaşma ile raporlanır
Giriş
Uzak kızılötesi lazer frekans ölçümü ilk hocker tarafından gerçekleştirilen ve 1967 yılında ortak çalışanlar Onlar mikrodalga sinyalinin yüksek mertebeden harmonik ile karıştırılarak direkt deşarj hidrojen siyanür lazerden 311 ve 337 mikron emisyonları için frekansları ölçüldü bir silikon diyot 1. Yüksek frekansları ölçmek için, lazer ve harmonik karıştırma cihazları bir zincir lazer harmonikler 2 üretilmesi için kullanılmıştır. Sonunda, iki lazer gerekli farkı 3,4 frekansları sentezlenmesi için seçildi (CO2), karbon dioksit stabilize. Bugün 4 THz kadar uzak kızılötesi lazer frekansları iki tarafından üretilen fark frekansı....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Deney 1. Planlama
- Bu deney için F 2 CH 2 faiz lazer ortamı kullanılarak yapılan öncesinde çalışmalarını değerlendirmek için edebiyat bir araştırma yapmak. Gibi onların dalga boyu ve frekans olarak çizgileri hakkında tüm bilgilerle birlikte bilinen tüm lazer emisyonlarını belirleyin. 37 - Bilinen lazer emisyonları çeşitli araştırmalar 13,31 mevcuttur.
- Önceki Fourier odaklanarak lazer aracı olarak kullanılan molekülün tüm spektroskopik incelemeler 34 ve optoacoustic çalışmalar 38,39 dönüşümü derleyin.
2. Yaratma Uzak Kızılötesi Lazer Emisyo....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Bahsedildiği gibi, bir uzak kızılötesi lazer emisyonu için bildirilen frekans CO2 referans laser hatlardan en az iki farklı setleri ile gerçekleştirilen en az on iki ölçümün bir ortalamasıdır. Tablo 2 kullanıldığında 235,5 um lazer emisyonu için kaydedilen veriler özetlenmektedir 9 P 04 CO 2 lazer pompası. Bu uzak kızılötesi lazer emisyonu için yendi frekans ondört bireysel ölçümler kaydedildi. 9 R 10 ve 9 P 38 CO 2 emisyonları referans lazer k.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bazı ek tartışma gerektiren protokolü içinde birkaç kritik adımlar vardır. Uzak kızılötesi lazer dalga boyu ölçerken adım 2.5.3 de belirtildiği gibi, bu kullanılıyor uzak kızılötesi lazer ışınımının aynı modunu sağlamak için önemlidir. Bir uzak kızılötesi lazer dalga boyu birden fazla modu (örneğin, TEM 00, vb TEM 01) lazer kavitesi içinde oluşturulabilir ve böylece uygun olarak boşluğa yakın modları dalga boyu 13,29 ölçmek için kullanılan tespit etmek önemlidir .......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Anlayışı geliştirmek için bu yazıda belirli ticari ekipmanlar tanımlanmıştır. Bu tür bir tanımlama, yazarlar tarafından tavsiye veya onay anlamına gelmediği gibi, tanımlanan ekipmanın mutlaka amaç için mevcut olan en iyi ekipman olduğu anlamına da gelmez.
Teşekkürler
Bu çalışma, Ödül NNX10AK64H kapsamında Washington Uzay Hibe Konsorsiyumu tarafından kısmen desteklenmiştir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Vakum pompası | Leybold | Trivac D4A | HE-175 yağı; Miktar = 3 |
| Vakum pompası | Leybold | Trivac D8B veya D16B | Fomblin Sıvısı; Miktar = her bir |
| Vakum pompası | Leybold | Trivac D25B | HE-175 yağından 1 adet; Miktar = 1 |
| Kontrolörlü optik kıyıcı | Stanford Araştırma Sistemleri | SR540 | |
| Kilitli amplifikatör | Stanford Araştırma Sistemleri | SR830 | |
| Spektrum analizörü | Agilent | E4407B | ESA-E Serisi, 9 kHz - 26.5 GHz Spektrum Analizörü |
| Amplifikatörü | Miteq | AFS-44 | 2 ile 18 GHz arasındaki sinyallerin yükseltilmesini sağlar. Amplifikatör, Hewlett Packard üç çıkışlı DC güç kaynağı, model E3630A ile çalışır. |
| Amplifikatör | Avantek | AWL-1200B | 1.2 GHz'den daha düşük sinyallerin yükseltilmesini sağlar. |
| Güç kaynağı | Hewlett Packard | E3630A | Amplifikatör için düşük voltajlı DC güç kaynağı. |
| Güç kaynağı | Glassman | KL Serisi | CO2< / sub> lazerler için yüksek voltajlı güç kaynağı; Miktar = 2; negatif polarite |
| Güç kaynağı | Fluke | 412B | NIST Asimetrik HV Amp |
| Dedektörü | Judson Infrared Inc | J10D | Floresan hücresi için; Miktar = 2 |
| CO2 lazer spektrum analizörü | Optik Mühendisliği | 16-A | Şu anda Macken Instruments Inc. tarafından satılmaktadır. |
| UV ışıklı termal görüntüleme plakaları | Optik Mühendisliği | Öncelikle CO2 referans lazerlerini hizalamak için kullanılır. Şu anda Macken Instruments Inc. tarafından satılmaktadır. | |
| Dirençler | Ohmit | L225J100K | 100 kW, 225 W. Her balast sisteminde 4 ila 6 direnç kullanılır. Her CO2 lazerin kendi balast sistemi vardır. Dirençleri soğutmak için fanlar kullanılır. |
| YG rölesi, SPDT | CII Teknolojileri | H-17 | Miktar = 3; her CO2< / sub> lazer |
| Amplifikatörü için | Princeton Applied Research | PAR 113 | Floresan hücresi ile kullanılır; Miktar = 2 |
| Osiloskop | Tektronix | 2235A | Benzer modeller de kullanılır; Miktar = 2 |
| Osiloskop/Diferansiyel amplifikatör | Tektronix | 7903 7A22 diferansiyel amplifikatörlü | |
| Sensörlü güç ölçer | Tutarlı | 200 | 10 W'ın altında kullanım için; Bu, Şekil 2'de gösterilen güç ölçerdir. |
| Sensörlü güç ölçer | Scientech, Inc | Vector S310 | 30 W'ın altında kullanım için |
| Multimetre | Fluke | 73III | Benzer modeller de kullanılır; Miktar = 3 |
| Veri toplama | National Instruments | NI cDAQ 9174 şasi, NI 9223 giriş modülü | LabVIEW yazılımını kullanır |
| Simichrome cilası | Happich GmbH | MIM diyot dedektöründe kullanılan Nikel tabanı için cila. Nikel baz parlatmadan hemen sonra kullanılabilse de, tipik olarak 12 saatlik bir teslim süresi önerilir. | |
| Basınç ölçer | Wallace ve Tiernan | 61C-1D-0050 | Serisi 300; CO2 lazer için; Miktar = 3 |
| Kontrolörlü basınç göstergesi | Granville Phillips | Serisi 375 | Uzak kızılötesi lazer için |
| Zirkonyum Oksit keçe | Zircar Zirkonya | ZYF keçe | Işın durdurucu olarak kullanılır |
| Zirkonyum Oksit levha | Zircar Zirkonya | ZYZ-3 kartı | Işın durdurucu olarak kullanılır; Miktar = 4 |
| Teflon levha | Scientific Commodities, Inc | BB96312-1248 | 1/32 inç kalınlığında; uzak kızılötesi lazer çıkış penceresi için kullanılır |
| Uzak | kızılötesi lazer çıkış penceresi için kullanılan | C-Line levha koruyucular | 61003 |
| Vakum gresi | Apiezon | ||
| Güç kaynağı | Kepco | NTC 2000 | PZT güç kaynağı |
| PZT tüp | Morgan Advanced Materials | 1 inç uzunluk, 1 inç dış çap, 0.062 inç kalınlık, ters polarite (dışta pozitif voltaj); Miktar = 3 | |
| ZnSe (AR kaplı) | II-VI Inc | CO2 lazer penceresi (Miktar = 3), lens ve ışın ayırıcı (Miktar 3) | |
| NaCl penceresi | Edmond Optics | Miktar = 1 | |
| CaF penceresi | Edmond Optics | Miktar = 2 | |
| Lazer aynalar ve ızgaralar | Hyperfine, Inc | Altın kaplamalı; konumlandırma aynalarını içerir | |
| Cam lazer tüpleri ve referans hücreleri | Allen Scientific Glass | ||
| MIM diyot dedektörü | Özel Mikrodalga, Inc | ||
| Diğer | Diğer malzemeler arasında manyetik tabanlar, taban plakaları, taban kelepçeleri, XYZ çeviri aşaması vb. bulunur. |
Kaynaklar
- Hocker, L. O., Javan, A., Ramachandra Rao, D., Frenkel, L., Sullivan, T. Absolute frequency measurement and spectroscopy of gas laser transitions in the far infrared. Appl. Phys. Lett. 10 (5), 147-149 (1967).
- Wells, J. S., Evenson, K. M., Day, G. W., Halford, D. Role of inf....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
