Изложены физические основы метода внутрирезонаторной лазерной спектроскопии в связи с задачами диагностики плазмы. Подробно проанализированы проблемы измерения электрических полей в плазме, а также различных параметров неравновесной молекулярной плазмы. Детально изучены спектры одноэлектронных атомов в осциллирующих полях, рассмотрены обратная задача спектроскопии и пределы точности обсуждаемых методов. С одинаковой глубиной освещены как вопросы теории, так и эксперимент.

Для научных работников в области физики плазмы, спектроскопии атомов и молекул, квантовой радиофизики, а также студентов вузов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга посвящена одному из новых высокочувствительных методов лазерной спектроскопии - внутрирезонаторной лазерной спектроскопии - и его применению для диагностики плазмы.

Создание лазеров революционным образом изменило возможности оптических и спектральных методов исследования. Первоначально лазеры использовались как источник излучения с уникальными параметрами по монохроматичности, спектральной яркости, направленности. В 70-е годы было предложено использовать влияние исследуемого вещества на процесс генерации излучения в резонаторе лазера. Развитие этих исследований шло по двум принципиально различным направлениям. Первое из них привело к спектроскопии сверхвысокого разрешения, исследованию сверхзвуковых резонансов, созданию стандартов частоты. Всё это широко отражено в большом количестве монографий. Второе направление исследований привело к созданию спектроскопии сверхвысокой чувствительности с использованием широкополосных лазеров, которая была названа внутрирезонаторной лазерной спектроскопией (ВРЛС). За время развития метода ВРЛС опубликовано более тысячи оригинальных работ, посвящённых как разработке метода, так и его применениям. Однако на сегодняшний день в мировой литературе имеется лишь одна монография [Лукьяненко С. Ф., Маногон М. М., Синица Л. Н., Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия. Основы метода и применения. Новосибирск: Наука, 1985], затрагивающая только часть вопросов, связанных со спектроскопией атмосферных газов при использовании лазеров на рубине и стекле с неодимом.

В то же время наибольшее применение в методе ВРЛС имеют перестраиваемые во всей видимой области лазеры на красителях, на которых достигнута максимальная чувствительность. Наиболее важной областью применения метода ВРЛС является исследование нестационарных процессов в химической кинетике и спектроскопии плазмы. В этих областях получены результаты, которые не могли быть получены ранее другими методами.

Предлагаемая монография является первой, в которой освещён указанный круг вопросов. В ней впервые последовательно изложена теория формирования спектра внутрирезонаторяого поглощения с учётом различных физических и методических факторов, определены предельные теоретические возможности метода и пути их реализации. Обсуждая применение метода ВРЛС для задач диагностики плазмы, авторы не рассматривают вопросы, которые достаточно подробно отражены в имеющихся монографиях, а сосредотачивают основное внимание на новых, актуальных для теории и приложений, задачах. Так, одной из актуальнейших задач в физике плазмы является измерение внутренних электромагнитных полей и изучение поведения атомов в полях различной напряжённости и частоты от постоянного поля до полей оптических частот. Ранее отсутствие адекватных экспериментальных методик не стимулировали и теоретические работы в данной области. Заметную часть книги составляют впервые обобщённые теоретические и экспериментальные результаты по спектроскопии атомов в электрических полях различной напряжённости и частоты. Эти результаты помимо чисто научного имеют и важное практическое значение для конструирования плазменных и плазмохимических реакторов и разработки бесконтактных систем оптической диагностики плазмы.

Таким образом, в предлагаемой книге последовательное изложение физических основ метода ВРЛС и возможностей его применения сопровождается подробным рассмотрением возникающих при этом проблем и путей их решения, а также обсуждением результатов, полученных При решении конкретных задач диагностики плазмы…

ПРЕДИСЛОВИЕ
Авторы

Книги на ту же тему

1. Микроволновая диагностика плазмы, Хилд М., Уортон С., 1968
2. Методы исследования плазмы: Спектроскопия, лазеры, зонды, Лохте-Хольтгревен В., ред., 1971
3. Рассеяние электромагнитного излучения в плазме, Шеффилд Д., 1978
4. Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, Кремерс Д., Радзиемски Л., 2009
5. Элементарные процессы в плазме щелочных металлов, Ключарев А. Н., Янсон М. Л., 1988
6. Спектроскопия плазмы с квазимонохроматическими электрическими полями, Окс Е. А., 1990
7. Кинетическая теория лазеров, Машкевич В. С., 1971
8. Перестраиваемые лазеры на красителях и их применение, Копылов С. М., Лысой Б. Г., Серегин С. Л., Чередниченко О. Б., 1991
9. Взаимодействие лазерного излучения сверхвысокой интенсивности с плазмой, Коробкин В. В., ред., 1995
10. Действие лазерного излучения на поглощающие среды, Гарнов С. В., Самохин А. А., ред., 2004
11. Действие мощного лазерного излучения, Рэди Д., 1974
12. Современные методы исследования плазмы, Русанов В. Д., 1962
13. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы, Голант В. Е., 1968
14. Труды ФИАН; Т. 203. Рентгеновская диагностика лазерной термоядерной плазмы, Склизков Г. В., ред., 1990
15. Диагностика плотной плазмы, Басов Н. Г., Захаренков Ю. А., Рупасов А. А., Склизков Г. В., Шиканов А. С., 1989
16. Плазмохимические реакции и процессы, Полак Л. С., ред., 1977