1. Fotoneko i gas- och optisk informationsbehandling

1.1. Primärt och stimulerat fotoneko

1.2. Metodik för att beräkna parametrarna för fotonekosignaler. Villkor för rumslig synkronisering

1.3. Grundläggande spektroskopiska begrepp som används i avhandlingen vid beskrivning av erhållna resultat

1.4. Kända metoder för excitation av fotonekosignaler i gasformiga medier

1.5. Aktuellt utvecklingsläge för optiska ekoprocessorer och framtidsutsikter

Kapitel 2. Metoder och tekniker för fotonekoexperimentet i molekylär jodånga

2.1. Egenskaper för en miljö med resonansgas.

2.2. Metoder och tekniker för att framställa ett resonansmedium - molekylär jodånga

2.3. Optiskt experimentellt komplex för att studera fotoneko

2.3.1. Blockschema över ett optiskt experimentellt komplex för att studera kylande överljudsstrålar av molekylär jodånga med hjälp av fotonekotekniken

2.3.2. Experimentellt komplex för att studera polarisationsegenskaperna hos fotoneko i ett longitudinellt enhetligt magnetfält

2.3.3. Optiskt experimentellt komplex för att studera amplitud-tidsegenskaperna hos fotoneko

2.3.4. Experimentellt komplex för att studera egenskaperna hos fotoneko och utveckla metoder för optisk informationsbehandling baserat på dem

2.4. Multipelfotoneko i molekylär jodånga och dess tillämpning 103 i experimentella tekniker för fotoneko i gas

2.5. Funktioner hos tekniken för att registrera fotoneko i molekylär jodånga beroende på deras tryck

2.6. Metoder och tekniker för att studera polarisationsegenskaperna hos fotoneko i en gas under inverkan av longitudinella magnetiskt fält

2.7. Instrumenterings- och mättekniker i 118 experiment på fotoneko i molekylär jodånga.

Kapitel 3. Fotoneko i kylande överljudsångstrålar av 121 molekylärt jod.

3.1. Metodik för bildning av kylande överljudsstrålar av 121 molekylär jodånga.

3.2. Experimentell teknik för att studera molekylära 124 jodångor i supersoniska molekylstrålar.

3.3. Mätning av den enhetliga bredden av spektrallinjen av molekylära jodångor som kyls i en överljudsstråle.

Kapitel 4. Optisk informationsbehandling baserad på amplitud-137 tidsegenskaper hos fotonekot

4.1. Effekt av korrelation av amplitud-tidssignalformer för det primära fotonekot och den första exciterande kodpulsen 137 i en molekylär gas

4.2. Effekt av korrelation av amplitud-tidsvågformer för signalen från det stimulerade fotonekot och den andra exciteringskodpulsen

4.3. Fotonekoassociativitetseffekt: teoretisk förutsägelse och experimentell detektion

4.4. Amplitud-tidsegenskaper hos fotonekot när det bildas på kvantövergångar olika typer grenar 4.5. Metod för optisk bearbetning av information för en sammansatt första spännande pulskod baserad på amplitud-tid och 162 polarisationsegenskaper hos FE

4.6.0 optisk ekoprocessor med associativ tillgång till information

Kapitel 5. Polarisationsegenskaper hos fotoneko i molekylär jodånga under påverkan av ett longitudinellt enhetligt magnetfält.

5.1. Effekt av icke-Faraday-rotation av det primära fotonekot i en molekylär gas.

5.2. Icke-Faraday-rotation av polarisationsvektorn för det stimulerade fotonekot.

5.3. Visuell metod för att identifiera typen av gren av en resonansspektrallinje.

5.4. Amplitud-tidsegenskaper hos ett fotoneko när det exciteras av en sammansatt pulskod i ett longitudinellt magnetfält.

5.5. Metod för att registrera vinkeln för icke-Faraday-rotation av fotonekopolarisationsvektorn vid godtyckliga värden på magnetfältets styrka.

Kapitel 6. Principer för atmosfäriskt ljud med optisk ekolod

6.1. Skäl för användningen av fotoneko för atmosfärisk avkänning

6.2. Fotonekosignaler och deras egenskaper

6.3. Möjliga scheman för att implementera en lidar baserad på fotoneko 204 (PV lidar) 211 Slutsats. 214 Not 215 Referenser

Rekommenderad lista över avhandlingar

• Polarisationsegenskaper hos fotonekosignaler i molekylär jodånga 2000, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Bikbov, Ildus Sibagatulovich

• Tillämpning av ultrakorta ljuspulser för fysisk forskning inom olinjär laserspektroskopi 1984, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Beloborodov, Vladimir Nikolaevich

• Fotoneko med en godtycklig form av spännande pulser som en metod för att erhålla spektroskopisk information 1984, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Reshetov, Vladimir Aleksandrovich

• Optisk övergång och samverkanseffekter i föroreningskristaller och utveckling av fysiska principer för optiskt minne baserat på dem 2005, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Zuikov, Vladimir Aleksandrovich

• Fotoneko under förhållanden av multipuls cyklisk excitation och dess tillämpning för att skapa en funktionell optisk ekoprocessor 2010, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Sidorova, Vera Tagirovna

Introduktion av avhandlingen (del av abstraktet) på ämnet "Fotoeko i molekylär gas och metoder för optisk informationsbehandling"

Ämnets relevans. Ämnet för avhandlingen ägnas åt problemet att utveckla fysiska grunder optisk bearbetning av information i en gas baserad på fotoneko-tekniken (PE) och är associerad med studiet av polarisations- och amplitud-tidsegenskaperna hos PE exciterad av en tidskodsekvens av laserpulser med både en enkel och en sammansatt puls- kod, i frånvaro och närvaro av ett magnetfält. Studierna utfördes i molekylära jodångor som befann sig i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt eller kylda i en överljudsstråle. Resultaten av arbetet är tänkta att utgöra grunden för att skapa de senaste optiska medlen datateknik och inhemskt instrumentskapande, utveckla metoder för att utveckla konkurrenskraftiga informationsteknik. På grund av dess relevans avser de utförda studierna prioriterade områden modern rysk vetenskap.

För närvarande finns det många arbeten inom området optisk ekospektroskopi av fasta ämnen och gaser. Inom området optisk bearbetning bedrivs forskning främst i fasta tillståndsmedier belägna vid låga (helium) temperaturer. För gaser utfördes alla kända experiment i miljöer vid temperaturer på flera hundra grader Celsius. Ett stort antal experimentella arbeten i gaser och fasta ämnen visar möjligheten till informationsbearbetning genom att modulera en av många PV-parametrar. Detta kan vara vågfronten för en optisk signal när man löser holografiska problem, både enfärgade och flerfärgade. Egenskaperna för FE används, förknippade med frekvensplacering av data och med styrning av processen för optisk bearbetning av information genom att variera excitationsfrekvensen och reproduktionen och transformationen av information som finns i amplitud-tidsformen av exciterande pulser. Det finns kända arbeten om optisk bearbetning av platt transparens med användning av PV-teknik. Ett antal experimentella arbeten om långlivade PV, ackumulerad PV, multipel läsning av information i en PV-signal, flerkanalig informationsöverföring i en PV-signal, multikanal i riktningen för utbredning av PV visar experimentellt möjligheten att skapa en konkurrensminne på PV. Det finns teoretiska arbeten om närvaron av en specifik rotation av PV-polarisationsvektorn i en gas under påverkan av ett longitudinellt magnetfält och deras experimentella bekräftelse för den primära PV. Arbete med att skapa kvantminne baserat på singelfotonexcitation av en ekosignal eller under inverkan av en optisk pulskod för en liten pulsarea sätter en global prioritet för forskning om optisk informationsbehandling vid skapandet av optiskt kvantminne baserat på gasformiga medier.

De flesta av alla kända experiment visar bearbetningen av information som representeras i en av parametrarna för den optiska signalen. På grund av den speciella komplexiteten i processen för excitering av PV-signalen är utsikterna för att använda detta fenomen i elementära inlåga, eftersom det finns enkla, mest pålitliga fysiska effekter som snabbast kommer att efterfrågas på en massmarknad optisk dator och att lösa speciella problem. Utan att studera de multiplexa (manifoldiga) manifestationerna av PV-egenskaper som samtidigt används för att lösa problem med optisk informationsbehandling, är det omöjligt att säkerställa fördelarna med PV-teknik jämfört med andra metoder som används för att lösa dessa problem. Även om förmågan hos PV-tekniken för att bearbeta information som presenteras i en av parametrarna för den optiska signalen har studerats väl experimentellt, är de fysiska grunderna för dess optiska bearbetning, med användning av det samtidiga beroendet av informationen som återges i PV-signalen på många parametrar av spännande pulser och förhållanden, har ännu inte utvecklats dess bildande, vilket är en kvalitativ indikator som ger överlägsenhet och säkerställer PV-teknikens konkurrenskraft vid optisk behandling av information av en speciell typ. Därför efterfrågas den färdiga avhandlingsforskningen, tillägnad upptäckten av egenskaperna och egenskaperna hos bildandet av PV i en gas och deras multiplexa manifestation under optisk informationsbehandling. modern vetenskap, och ämnet för avhandlingen är relevant.

Syftet med och syften med avhandlingsforskning. Syftet med avhandlingen är en experimentell studie av polarisations- och amplitud-tidsegenskaperna hos PV i en molekylär gas och utvecklingen av de fysikaliska grunderna för optisk informationsbehandling baserat på dessa egenskaper.

De tilldelade uppgifterna som krävs:

Studera molekylär jodånga utifrån kraven på informationsbäraren under dess optiska bearbetning, inklusive möjligheten att bilda ett fotoelektriskt element vid termodynamisk jämvikt av ångan och under dess snabba kylning medan den rör sig i en överljudsstråle;

Studier av amplitud-tidsegenskaperna hos PV och möjligheten att på grundval av dessa utföra optisk bearbetning av information som finns i amplitud-tidsformerna för två polarisationskomponenter i den sammansatta första exciterande pulskoden, vid omkoppling av resonansspektrallinjer relaterade till olika typer av grenar, såväl som genom att ändra intensiteten hos det applicerade magnetfältet eller riktningen för den linjära polarisationsvektorn för den andra exciteringspulsen;

Implementering av identifiering av grentyper av både singel- och parvis involverade kvantövergångar baserat på FE-tekniken;

Utföra forskningsarbete för att förbättra tekniken och metodiken för fotonekoexperimentet, orsakat av behovet att uppnå målet.

Studieobjekt. Studieobjektet inkluderar fenomenet fotoelektriska effekter i gas, som ligger till grund för det ställda problemet att forma de fysiska och optiska principerna för informationsbehandling i gas baserat på det. Amplitud-tid och polarisationsegenskaper hos PV studerades. Metoder utvecklades och studier genomfördes på molekylär jodånga som informationsbärare under dess optiska bearbetning med PE-teknik.

Vetenskaplig nyhet.

För första gången upptäcktes FE experimentellt i molekylär jodånga som snabbt kyls i en överljudsstråle, och under dess studie upptäcktes effekten av att minska den enhetliga bredden av ångans spektrallinje, och förhållandet mellan graden av deras kylning vid rörelse i en överljudsstråle och intensiteten av elastiska depolariserande kollisioner av gaspartiklar demonstrerades.

För första gången har effekten av en icke-Faraday-rotation av polarisationsvektorn av stimulerad fotovoltaisk effekt (SFE) i en gas i närvaro av ett longitudinellt enhetligt magnetfält upptäckts experimentellt. Förhållandena mellan intensiteterna för PFE- och SFE-signalerna registrerade i ett fixerat polarisationsplan, som har upplevt denna rotation av polarisationsvektorn, specifik för olika typer av resonansgrenen, har avslöjats. kvantövergång.

För första gången upptäcktes effekten av FE-associativitet experimentellt, vilket visade möjligheten till samtidig inspelning och element-för-element-läsning i en ekosignal baserat på polarisationsfunktionen hos informationen som finns i amplitud-tidsformerna och ortogonalt orienterad. riktningarna för polarisationsvektorn för två laserpulser som utgjorde den första spännande pulskoden.

Nya amplitud-tidsegenskaper hos FEs har experimentellt upptäckts och möjligheten att använda dem i optisk bearbetning av information som finns i amplitud-tidsformerna för två komponenter som utgör den första spännande pulskoden och har olika riktningar av den linjära polarisationsvektorn har visats. Dessa resultat erhölls genom att ändra riktningen för den linjära polarisationsvektorn för den andra exciteringspulsen eller styrkan hos det applicerade magnetfältet, såväl som genom att byta resonansspektrallinjer som tillhör olika typer av grenar.

Användningen av molekylär jodånga som en bärare av information under dess optiska bearbetning med hjälp av PV-teknik har vetenskapligt underbyggts. Samtidigt kommer spektrallinjer av dessa ångor med hög ljusabsorption in synligt område spektrum, för vilket deras enhetliga bredder mättes. En teknik föreslås för att bestämma de tillåtna värdena för resonansgasen i PV-experiment; värdena för dessa tryck och motsvarande rumstemperaturer vid vilka ekosignalen registrerades mättes.

För första gången upptäcktes experimentellt multipla FE i en gas, exciterad av längsgående vågor, vilket gjorde det möjligt att optimera längden på resonansmediet, uppgående till 0,1 - 0,35 m.

Originallösningar har utvecklats inom tekniken och experimentella metoder för PV. En tidssekvens av strukturerade laserpulser med en smidigt elektroniskt variabel frekvens av exciterande strålning och intervallen mellan dem implementerades experimentellt, inklusive en kodpuls sammansatt av två pulser linjärt polariserade i olika riktningar och med olika amplitud-tidsformer. Utrustning och metoder för experimentell studie av icke-Faraday-rotationen av PV-polarisationsvektorn och en teknik för att registrera egenskaperna hos molekylära jodångor kylda i en överljudsstråle baserad på PV föreslås.

Följande bestämmelser är gjorda för försvaret:

1. Dubbelpulsresonansexcitation av molekylära jodångor som snabbt kyls i en överljudsstråle leder till att de genererar ett primärt fotoneko med en betydligt längre avklingningstid, vilket indikerar kylningen av dessa ångor och en avsmalning av den likformiga bredden av spektralen linje jämfört med deras tillstånd av termodynamisk jämvikt.

2. Fotonekosignalen i en gas har en associativ effekt, och rollen som "nyckeln" för att dechiffrera ekosignalens kodade spatio-temporala amplitudform spelas av polarisationen som specificeras i den andra exciteringspulsen, som sammanfaller med polarisationsvektorn för en av komponenterna som utgör kodpulsen. I detta fall, genom att ändra riktningen för polarisationsvektorn för den andra exciteringspulsen, orienterad inuti vinkeln som bildas av polarisationsvektorerna för dessa två komponenter, är optisk bearbetning av informationen i deras amplitud-tidsformer möjlig.

3. Två- och trepulsresonansexcitation av molekylär jodånga belägen i ett longitudinellt enhetligt magnetfält orsakar generering av primära och stimulerade fotonekosignaler, vars polarisationsvektor roteras med avseende på samma signaler i frånvaro av en magnetiskt fält. Denna effekt gör det möjligt, i en åtgärd att generera fotonekosignaler, att identifiera typen av gren av en resonant kvantövergång baserat på förhållandet mellan intensiteterna hos dessa signaler som registrerats i ett fast polarisationsplan.

4. När ekosignalen exciteras av en sammansatt första exciteringspulskod och en linjärt polariserad andra puls, uppträder nya amplitud-tidsegenskaper hos PV:n som registrerats i ett fast polarisationsplan. Baserat på dessa egenskaper är det möjligt att identifiera typen av kvantövergångsgren genom ekosignalens amplitud-tidsform och utföra optisk behandling av informationen som finns i pulskodens amplitud-tidsform genom att byta typ av grenar till vilka de inblandade paren av kvantövergångar hör, eller genom att variera styrkan hos ett likformigt magnetfält i längdriktningen applicerat på resonansmediet.

5. Molekylär jodånga är, enligt dess spektroskopiska egenskaper och beredningsförhållanden, en acceptabel och tillförlitlig informationsbärare under dess optiska bearbetning i PE-teknik, medan dubbelpulsresonansexcitation av ett utsträckt gasformigt medium av längsgående vågor orsakar den stabila formationen av en multipel PE-signal i den.

6. Det utvecklade ursprungliga optiska experimentella komplexet för att studera fotoneko gör det möjligt att bilda en tidssekvens av tre nanosekunders laserpulser med de erforderliga spektrala egenskaperna, en given modulering av polarisation och amplitud-tidsform, för att utföra optisk bearbetning av information i jod ånga, som är i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt eller snabbt kyls i överljudsstråle, i närvaro och frånvaro av ett magnetfält.

Vetenskaplig och praktisk betydelse. Med hjälp av exemplet molekylär jodånga har en metod för en omfattande studie av en informationsbärare där optisk bearbetning av information utförs med hjälp av PV-teknik föreslagits och experimentellt implementerats. Det har visats att i molekylära jodångor som arbetar vid rumstemperatur är optisk bearbetning av information som finns i tidssekvenser av laserpulser, vars längd är en storleksordning större än varaktigheten av de exciterande pulserna, möjlig. Tekniken att bilda FE i molekylära jodångor som kyls i supersoniska jetstrålar är tillämpbar för optisk bearbetning av information i dem utan att minska intensiteten hos ekosignalen med ökande optisk densitet hos det resonanta gasformiga mediet.

Polarisationsegenskaperna hos ett fotovoltaiskt element som exciteras av en tidskodsekvens av laserpulser med både en enkel och en sammansatt pulskod, i frånvaro och närvaro av ett magnetfält, används som grund för metoder för att identifiera typer av grenar av enkla och parvis involverade kvantövergångar. Dessa egenskaper hos PV är lovande när man skapar optiskt minne med associativ tillgång till information och när man utför forskning om skapandet av en optisk ekoprocessor speciell anledning, såväl som vid implementering av enkelpass och dubbelpassatmosfärisk avkänning.

Det utvecklade experimentella komplexet för att studera PV i molekylär jodånga inkluderar den praktiska implementeringen av kraven för optiska informationsbehandlingsenheter baserade på PV i gasteknologi.

Forskningsmetoder. Den metodologiska grunden för forskningen är ett komplex av teoretisk och experimentell kunskap om fenomenet FE som bildas i gasformiga och fasta tillståndsmedier, publicerade i allmänt erkända vetenskapliga monografier och tidskrifter. Under forskningen använde vi metoden för experimentell modellering och observation av FE i molekylär jodånga under olika förhållanden för dess excitation. Datormodellering av processerna för ekosignalbildning användes för att identifiera de studerade beroenden av PV-parametrarna på förhållandena för deras excitation. Ett optiskt experimentellt komplex utvecklades och användes för att studera polarisations- och amplitud-tidsegenskaperna hos ett fotovoltaiskt element som exciteras av en tidskodsekvens, inklusive en enkel eller sammansatt pulskod, med hänsyn till påverkan av ett magnetfält och utan det. Tekniker användes för bildning av FE i molekylära jodångor som är i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt eller snabbt kyls i en överljudsstråle.

Koppling till grundläggande vetenskapliga områden och program. Forskningsämnet stöds av ett antal vetenskapliga fonder, vetenskapliga och tekniska program och beslut av Sovjetunionens beslutsfattande organ:

Ryska stiftelsen för grundforskning i form av anslag nr 96-02-18223a (1996-1998) på ämnet: "Polarisationsegenskaper hos PV i elektriska och magnetiska fält", nr 00-02-16234a (2000-2002 ) om ämnet: "Depolariserande kollisioner och informativa egenskaper hos PV i molekylär jodånga i laserkylningsläge", nr 03-02-17276 om ämnet: "Fundamentala fysiska problem med att konstruera kvantdatorer baserade på hyperkomplexa relationer mellan PV-egenskaper";

Vetenskapligt och tekniskt program "Fundamental Research" gymnasium i området naturvetenskap. Rysslands universitet" 2000-2001. på ämnet: "Spatio-temporala och polarisationsegenskaper hos PV i ett konstant longitudinellt magnetfält i molekylär jodånga" (projektkod 015.01.01.68), 2002-2003. om ämnet: "Spatiotemporala och polarisationsegenskaper hos stimulerad FE i ett konstant longitudinellt magnetfält i molekylär jodånga" (projektkod 01.01.048);

Vetenskapligt och tekniskt program för USSR:s statliga utbildning "Optiska processorer" i enlighet med order nr 691 av 25/08/89. om ämnet: "Utveckling av fysiska principer för en gasoptisk ekoprocessor";

Vetenskapligt och tekniskt program "Optisk processor" i enlighet med order från Ryska federationens kommitté för högre utbildning daterad den 15 februari 1993. nr 834 om ämnet: "Fysiska principer för att konstruera en optisk gasprocessor baserad på ett fotoneko";

Order från Ryska federationens utbildningsministerium 2000 om ämnet: "Laserkylning av material som värms upp under produktion och överföring elektrisk energi»;

Beställning från Ryska federationens utbildningsministerium 1996-1999 om ämnet: "Elektrofysiska egenskaper vid bildandet av PV i gas";

Beställd av Ryska federationens kommitté för högre utbildning 1992-1995 på ämnet: "Koherent spektroskopi av gaser";

Vetenskapligt och tekniskt program "Ultra-snabb optisk datormaskin" 1990 på ämnet: "Studie av möjligheten att skapa associativt optiskt minne med hjälp av ett fotoneko."

Ett vetenskapligt och tekniskt program genomfört genom beslut av USSR-direktivorganen 1985-1989 om ämne nr 8/85, utfärdat av postbox A-7094 för Mari State University.

På grund av ovanstående är ämnet för avhandlingen relevant och betydelsefullt.

Trovärdighet. Tillförlitligheten hos de erhållna resultaten garanteras av tillförlitligheten hos den utrustning som används och tillförlitligheten hos metoden för att erhålla experimentella data. Dessa data var alltid korrelerade med resultaten av experiment på andra energiövergångar (Brewer R.G., Genack A.Z., 1976; Nakatsuka N. et.al., 1983) och det fanns alltid överensstämmelse i värdeordningen. De kvalitativa resultaten av detekteringen av en icke-Faraday-rotation av polarisationsvektorn i molekylär jodånga överensstämmer med resultaten av den teoretiska förutsägelsen och med ett liknande experiment i ånga av atomärt cesium (Baer T., Abella I.D., 1997) och atomärt ytterbium (V.N. Ishchenko, S.A. Kochubey, N.N. Rubtsova, E.B. Khvorostov, I.V. Evseev, 2002).

Godkännande av arbete. Resultaten av avhandlingen presenterades vid III och IV All-Union Conference on Computational Optoelectronics "Problems of Optical Memory" (Yerevan-1987, Moskva-1990), III All-Union Scientific and Technical Conference "Metrology in Ranging" ( Kharkov, 1988), vid III All-Union Symposium "Ljuseko och dess sätt praktiska tillämpningar"(Kuibyshev, 1989), vid IV, V, VI och VII internationella symposium om fotoneko och koherent spektroskopi (Dubna-1992, Moskva-1993, Yoshkar-Ola-1997, Novgorod den store - 2001), vid VI All -Union Conference on Holography (Vitebsk), 1990, vid XIV International Conference on Coherent and Nolinar Optics (Leningrad, 1990), vid I, V, IX, X International Conference "Laser Physics" (Volga-Laser-Tour Moscow- 1993, Moskva-1996, Moskva -2001, Bratislava-2002), XIII, XV, XVII, XIX Internationellt skolseminarium mellan universiteten "Metoder och medel för teknisk diagnostik" (Yoshkar-Ola, 1996, 1998, 2000, 2002), den 2002 I, II, III, IV, VI, VII, VIII Allryska ungdomsvetenskapliga skolor "Koherent optik och optisk spektroskopi" (Kazan, 1997, 1998, 1999, 2000, 2002, 2003, 2004), All-Russian " Struktur och dynamik molekylära system"(Yoshkar-Ola-Kazan-Moskva, 1998), Internationella vetenskapliga konferenser "Lasers"98", (McLean, USA, 1998), "Lasers"99" (Quebec, Kanada, 1999), "Lasers"2000" (Mexiko , USA, 2000), vid VII, VIII och IX International Readings on Quantum Optics "IRQO"99" (Kazan - 1999), "IRQO"Ol" (Kazan - 2001), "IRQO"03" (St. Petersburg - 2003), vid den internationella optiska kongressen "Optics-XXI Century": konferensen "Fundamental Problems of Optics" FPO - 2000 och FPO -2004 (St. Petersburg-2000, 2004), vid den internationella konferensen "Laser Physics and Applications of Lasers " (Minsk-2003).

Publikationer. Huvudinnehållet i avhandlingen publicerades i 77 vetenskapliga publikationer, inklusive 73 vetenskapliga artiklar, bland vilka det finns 23 artiklar i peer-reviewed tidskrifter som rekommenderas av Higher Attestation Commission vid ministeriet för utbildning och vetenskap i Ryska federationen för publicering av doktorsavhandlingsmaterial, 3 patent (upphovsrättsintyg) för uppfinningar, 28 artiklar i utländska tidskrifter.

Arbetets struktur och omfattning. Avhandlingen på 239 sidor består av en inledning, sex kapitel, en avslutning, anteckningar och en referenslista. Verket innehåller 55 figurer, 2 tabeller. Listan med referenser omfattar 243 titlar.

Liknande avhandlingar i specialiteten "Optik", 04/01/05 kod VAK

• Polarisationsegenskaper för icke-linjära koherenta svar och möjligheten att använda dem i spektroskopi och för att lagra och bearbeta information 2005, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Reshetov, Vladimir Aleksandrovich

• Likströmskontrollmetod baserad på polarisationsegenskaper hos fotonekot 2004, kandidat för tekniska vetenskaper Gladyshev, Andrey Mikhailovich

• Studie av kvantslagssignaler under pulsad elektronisk excitation av singlett- och triplett-D-tillstånd av helium 1985, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Cherepanov, Valery Yurievich

• Ljuseko i kondenserad materia under förhållanden med selektiv excitation av spektrallinjer 2002, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Usmanov, Ramil Gabdrakhmanovich

• Koherent interaktion av optiska pulser med resonanta och olinjära artificiella medier 2012, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Elyutin, Sergey Olegovich

Avslutning av avhandlingen på ämnet "Optik", Popov, Ivan Ivanovich

De huvudsakliga resultaten av avhandlingsarbetet är följande:

1. För första gången har möjligheten att bilda en FE-signal i en molekylgas som har upplevt snabb adiabatisk kylning i en överljudsstråle demonstrerats, och det har konstaterats att kylning av en molekylär gas i en överljudsstråle leder till en avsmalning av spektrallinjens enhetliga bredd. De erhållna resultaten är av stor betydelse för skapandet av kvantoptiskt minne på PV genom att öka den optiska densiteten hos resonansgasmediet utan att minska ekosignalens intensitet.

2. Effekten av FE-associativitet upptäcktes experimentellt för första gången. Det ligger i det faktum att det, baserat på polarisationsfunktionen, är möjligt att läsa information som finns i amplitud-tidsformen av kodpulser från en tvåelementsuppsättning som tidigare registrerats på superpositionstillståndet för ett par kvantnivåer av den första spännande kodpuls. I detta fall är optisk bearbetning av information möjlig, associerad med tidsomkastning av läsamplitud-tidsformen och dess transformation på ett givet sätt beroende på riktningen för den linjära polarisationsvektorn för den andra exciteringspulsen. Det erhållna resultatet är av stor betydelse vid utvecklingen av optiskt minne baserat på PV med associativ tillgång till information och dess bearbetning.

3. För första gången upptäcktes effekten av en icke-Faraday-rotation av polarisationsvektorn hos en stimulerad FE experimentellt när ett resonant gasformigt medium exponeras för ett longitudinellt likformigt magnetfält. En teknik har utvecklats och experimentellt demonstrerats för att registrera vinkeln för denna rotation, såväl som för att identifiera typen av gren av den resonansspektrala linjen i ett steg för att generera PFE- och SFE-signaler baserat på förhållandet mellan deras intensiteter, med en icke- Faraday-rotation av ekosignalens polarisationsvektor, registrerad i ett fast polarisationsplan.

4. För första gången inom PV-teknik demonstrerades två metoder för optisk bearbetning av information som finns i amplitud-tidsformerna för komponenterna i den sammansatta första exciterande pulskoden experimentellt när man ändrade typen av gren av en resonant kvantövergång eller beroende på styrkan hos ett likformigt magnetfält som anbringas i längdled på resonansmediet. I detta fall innehölls den resulterande informationen i amplitud-tidsformen av en ekosignal registrerad i ett fast polarisationsplan. De upptäckta amplitud-tidsegenskaperna hos FE är lovande när man utför forskning om skapandet av en speciell optisk ekoprocessor, såväl som när man implementerar enkelpass och dubbelpassatmosfärisk avkänning.

5. Baserat på en studie av PE i molekylär jodånga, inklusive registrering av absorptionsspektrum för optisk strålning, mätning av karakteristiska relaxationstider, bestämning av den optimala omfattningen av resonansmediet och studie av intervallet för tillåtna värden för ånga, konstaterades det att dessa par är en tillförlitlig informationsbärare under dess optiska bearbetning i teknik PV i det synliga området för strålning vid rumstemperatur. För första gången upptäcktes experimentellt multipla FE i en gas, exciterad av längsgående vågor, vilket gjorde det möjligt att optimera kyvettens längd med jodånga, uppgående till 0,1 - 0,35 m.

6. Ett original optiskt experimentellt komplex har skapats för att studera PV, i vilket en tidssekvens av strukturerade laserpulser implementeras med en mjuk elektronisk förändring av tidsintervallen mellan dem och frekvensen av den exciterande strålningen, inklusive en kodpuls bestående av två pulser, linjärt polariserade i olika riktningar och med olika amplitud-tidsformer. Utrustning och metoder för experimentell studie av icke-Faraday-rotationen av polarisationsvektorn hos ett fotovoltaiskt element och en metod för att registrera egenskaperna hos molekylär jodånga som snabbt kyls i en överljudsstråle med hjälp av ett fotoelektriskt element.

SLUTSATS

Lista över referenser för avhandlingsforskning Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Popov, Ivan Ivanovich, 2004

1. Shtyrkov E.I. Resonansdynamisk holografi och optisk superradians / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Elektromagnetisk superstrålning.-Kazan: KF AS USSR,- 1975.-P. 398-426.

2. Carlson N.W. Lagring och faskonjugering av ljuspulser med hjälp av stimulerade fotonekon / Carlson N.W., Babbitt W.R., Mossberg T.W.// Opt. Lett. -1983. V.8. - Nr 12. - P.623-625.

3. Nefediev L.A. Dynamisk ekoholografi i degenererade och flernivåsystem // Izv. USSR Academy of Sciences, ser. fysik.- 1986.- T.50.- Nr 8.- P. 15511558.

4. Mitsunaga M. Tids- och frekvensdomän hybrid optiskt minne: 1,6-kbit datalagring i Eu3+R:Y2Si05 / Mitsunaga M., Yano R., Uesugi N. // Opt. Lett.-1991,- V.16.- S. 1890.

5. Kroll S. Fotonekobaserad logisk bearbetning / Kroll S., Elman U. // Opt. Lett.-1993.-V. 18.-P. 1834.

6. Elyutin S.O. Om egenskaperna hos formen av ljus (foton) ekosignaler / Elyutin S.O., Zakharov S.M., Manykin E.A. // Optiskt spektrum 1977. - T.42. - Nr 5. - S. 1005-1007.

7. Zuikov V.A. Korrelation av formen på ljusekosignaler med formen av spännande pulser / Zuikov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. // Brev till JETP.- 1980.- T. 32.- Nr 4.- S. 293-297.

8. Carlson N.W. Lagring och tidsomkastning av ljuspulser med hjälp av fotoneko / Carlson N.W., Rothberg L.T., Yodh A.G., Babbitt W.R., Mossberg T.W.// Opt. Lett. 1983. - V.8. -N9. - s. 483-485.

9. Vasilenko L.S. Form av fotonekosignaler i gas / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // Optik och spektroskopi - 1985. - T.59, - Nr 1. - P. 52-56.

10. Xu E.Y. Nanosekund bildbehandling med stimulerade fotonekon / Xu E.Y., Kroll S., Huestis D. et.al. // Opt. Lett.-1990.- V. 15.- S. 562.

11. Akhdiev N.N. Omvandlade långlivat ljuseko till kristall I

12. F3: Рг / Akhdiev N.N., Borisov B.S., Zuikov V.A., Samartsev V.V. och andra // Brev till JETP - 1987. - T. 45. - Nr 3. - S. 122-125.

13. Zuikov V.A. Excitation av ljus (foton) ekosignaler av en sekvens av resande och stående vågor / Zuikov V.A., Samartsev V.V., Turyansky E.A. // JETP. 1981. -T.81. - Nr 2. - sid. 653-663.

14. Zuikov V.A. Ackumulerat långlivat ljuseko och optiskt minne./ Zuikov V.A., Gainullin D.F., Samartsev V.V., Stelmakh M.F. och andra // Quantum Electronics. - 1991, - T. 18. - S. 525.

15. Akhdiev N.N. Detektering av flera långlivade ljuseko / Akhdiev N.N., Borisov B.S., Zuikov V.A. och andra // Brev till JETP.- 1988.- T.48.- Nr 11.- S. 585-587.

16. Zuikov V.A. Space-Time Properties of Multichannel Reversed Long Lived Photon Echo / Zuikov V.A., Samartsev V.V. // Laser Physics.- 1991.- V.I.-P. 542.

17. Alekseev A.I. Funktioner hos fotonekot i en gas i närvaro av ett magnetfält // JETP-bokstäver. 1969.- T.9.- Nr 8.- S. 472-475.

18. Evseev I.V. Fotoneko i ett magnetfält med små ytor av spännande pulser / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Optik och spektroskopi.- 1979.- T.47.- Nr 6.- P. 1139-1144.

19. Alekseev A.I. Fotoneko i gas i närvaro av ett magnetfält / Alekseev A.I., Evseev I.V. // JETP.-1969.-T.57.-No.11.-P. 1735-1744.

20. Evseev I.V. Förändring i polarisering av fotoneko i ett magnetfält under påverkan av elastiska kollisioner / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Tr. VI Vavilov, konf. av icke-linjär optik.- Novosibirsk: ITF SO AN USSR.- 1979.- Del 2.-S. 155-158.

21. Evseev I.V. Foton (ljus) eko i ett magnetfält med en godtycklig form av spännande pulser / Evseev I.V., Reshetov V.A. // Optik och spektroskopi - 1984. - T.57 - Nr 5, - P. 869-874.

22. Evseev I.V. Stimulerat fotoneko i en gas i närvaro av ett magnetfält / Evseev I.V., Ermachenko V.M., Reshetov V.A. // Optik och spektroskopi.- 1982.- T.52.- Nr 3.- P. 444-449.

23. Baer T. Polarisationsrotation av fotoneko i cesiumånga i magnetfält / Baer T., Abella T.D. // Phys. Rev.- 1977.- V. 16.- Nr 5.- P. 2093-2100.

24. Ishchenko V.N. Polarisationsekospektroskopi av ytterbiumånga i ett magnetfält / Ishchenko V.N., Kochubei S.A., Rubtsova N.N., Yevseyev I.V.// Laser phys.-2002.- V. 12. -№8.- P. 1079-1088.

25. Moiseev S.A. Fullständig rekonstruktion av kvanttillståndet för ett vågpaket med en foton absorberat av en Doppler-breddad övergång

26. Moiseev S.A., Kroll S. // Phys. Varv. Lett.- 2001.- V.87.- P. 173601.

27. Moiseev S.A. Kvantminne för intensiva ljusfält i fotonekotekniken / Moiseev S.A. // Izv. RAS, ser. fysik.- 2004.- T.68.-Nr.9.- sid. 1260-1263.

28. Bryggare R.G. Optiska koherenta transienter genom laserfrekvensomkoppling / Brewer R.G., Genack A.Z.// Phys. Varv. Lett. 1976. - V.36. - Nr 16. - P. 959962.

29. Nakatsuka H. Flera fotonekon i molekylärt jod / Nakatsuka H. et. al. // Opt. Commun. 1983. - V.47. - Nr 1. - S. 65-69.

30. Popov I.I. Optisk fjärravstämbar ekospektrometer / Bikbov I.S., Popov I.I., Samartsev V.V. // Instrument och experimentella tekniker. 1988. - Nr 5. - s. 172-174.

31. Popov I.I. Enhet för att överföra och ta emot information / Popov I.I., Chulkov V.A., Chemodanov S.B., Ilyin B.N., Bikbov I.S. // SOM. nr 1441439 daterad 01.08.88.

32. Popov I.I. Mätning av enhetliga bredder av spektrallinjer av molekylärt jod med hjälp av ljusekometoden / Bikbov I.S., Evseev I.V., Popov I.I., Samartsev V.V. // Optik och spektroskopi. 1989. - T.67. -I 1. -MED. 224-226.

33. Popov I.I. Funktioner av ljuseko i molekylär jodånga / Popov I.I., Bikbov I.S., Samartsev V.V. // Izv. AN USSR. Ser.phys.-1989. -T.53. Nr 12. - s. 2334-2339.

34. Popov I.I. Differentialfasljusavståndsmätare / Popov I.I. Chemodanov S.B., Shatokhin V.P., Hesed E.A., Bikbov I.S. // -SOM. nr 1480509 daterad 15.01.89.

35. Popov I.I. Observation av rotationen av polarisationsvektorn för ljuset (foton) ekot i en molekylär gas / Popov I.I., Bikbov I.S., Evseev I.V., Samartsev V.V. // Application magazine spektroskopi. - 1990. T.52.- nr 5. - S. 794798.

36. Popov I.I. Observation av fotonekoens form-seende effekt av en molekylär gas / Bikbov I.S., Yevseyev I.V., Popov I.I., Reshetov V.A., Samartsev V.V. //Laser Phys.-1991. -V.l.-nr 1. -P. 126-127.

37. Popov I.I. Effekten av att blockera signalen från ett stimulerat fotoneko / Bikbov I.S., Evseev I.V., Popov I.I., Reshetov V.A., // Journal of Applied Spectroscopy. - 1991. T.55. - Nr 1. - s. 84-88.

38. Popov I.I. Effekt av associativitet av ljus (foton) eko / Popov I.I., Samartsev V.V. // Appl. spektroskopi. -1991. T.54. -Nr 4. - s. 535-537.

39. Popov I.I. Associativa egenskaper för fotoneko och optiskt minne / Popov I.I., Bikbov I.S., Samartsev V.V. // Laser Phys. 1992.- V.2. -Nr.6.-P. 945-951.

40. Popov I.I. Låsa upp akustiska vågledare / Kolmakov I.A., Popov I.I., Samartsev V.V. // Brev till ZhTF. 1992. - Nr 23. - S. 37-40.

41. Popov I.I. Optiskt minne baserat på ljus (foton) eko / Zuikov V.A., Popov I.I., Mitrofanova T.G., Samartsev V.V. // Information från universitet. ser.phys. 1993. - T.36. - Nr 7. - S. 72-85.

42. Popov I.I. Polarisationsegenskaper hos fotoneko i molekylärt jod och dess tillämpning / Bikbov I.S., Popov I.I., Samartsev V.V., Yevseyev I.V. // Laser phys.- 1995. V.5.-No.3.-P. 580-583.

43. Popov I.I. Associativa egenskaper för flerkanaligt fotoneko och optiskt minne / Popov I.I., Bikbov I.S., Zuikov V.A., Popova G.L., Samartsev V.V. // Quantum Electronics, t 1995. Nr 10. - s. 1057-1060.

44. Popov I.I. Koherent laserkylning av gas (molekylär jodånga) med hjälp av fotoneko / Popov I.I., Lelekov M.V., Leukhin A.N., Bikbov I.S. och Samartsev V.V. // Laser phys.- 1997. V.7.- Nr 2.- P. 271-273.

45. Popov I.I. Dielektriskt eko i en biologisk miljö och dess egenskaper / Popov I.I., Grachev A.S. // Izv. RAS, Ser. Phys. 1998. - Nr 2. - S. 433-440.

46. ​​Popov I.I. Laserkylning av molekylärt jod / Popov I.I., Leukhin A.N., Lelekov M.V., Bikbov I.S. // Izv. RAS, Ser. Phys. -1998. -Nr 2. -MED. 283-286.

47. Popov I.I. Fotoneko i molekylär jodånga och dess egenskaper // Izv. RAS, Ser. Phys. -2000.-T.64.-Nr.10.- S. 1948-1954.

48. Popov I.I. Icke-Faraday-rotation av fotoneko signalerar polarisationsvektorer i ångorna av molekylärt jod / Popov I.I., Bikbov I.S., Leukhin A.N. //Laser phys.- 2001. V.l 1.- No.6.- P. 40-42.

49. Popov I.I. . Om användningen av fotonekotekniken i atmosfäriskt ljud / Popov I.I., Samartsev V.V. // Atmosfärens och havets optik.-2001.-T. 14.- Nr 5.- S. 455-459.

50. Popov I.I. Fotoneko i molekylär jodånga: experimentell teknik, egenskaper och möjliga tillämpningar // Izv. RAS, Ser. Phys. -2002.T. 66.-Nr 3.- S. 321-324.

51. Popov I.I. Metod för optoelektronisk strömmätning / Gladyshev A.M., Popov I.I., Samartsev V.V., Evseev I.V., Chaikin V.N. // patent för uppfinningen av PMK 7G 01 R 33/032, G 01 R 19/00 2003 nr 2223512 (patentansökan nr 2002116339 daterad 17/06/02).

52. Popov I.I. Metod för att mäta likström i över högspänningsledningar kraftöverföring baserad på fotoneko / Popov I.I., Gladyshev A.M., Gazizov K.Sh., Trunina E.R. // Izv. Universitet: Problems of energy.-2003, nr 3-4, s. 120-124.

53. L. Popov Kvantkontroll på grundval av icke-Faraday-rotation av fotonekopolarisationsvektor // Laser phys.- 2004. V.14.- No. 7.-P. 1-4.

54. Popov I.I. Fotoneko i kylande överljudsstrålar av molekylär jodånga / Popov I.I., Samartsev V.V. // Izv. RAS, Ser. Phys. -2004.-T.68.-Nr.9.- P. 1248-1251.

55. Popov I.I. Fysiska principer för att konstruera en optisk ekoprocessor för att utföra operationer med kvaternioner / Popov I.I., Leukhin A.N. // Izv. RAS, Ser. Phys. -2004.- T.68.-Nr.9.- P. 1305-1307.

56. Popov I.I. Elektroinduktionseko i det biologiska systemet och dess egenskaper / Popov I.I., Grachev A.S. // SPIENS FÖRFARANDE. -1997. -V.3239. -P. 468-473.

57. Popov I.I. Principen för konstruktion av mättransformatorn för ström, baserad på fotonekot / Leukhin A.N., Popov I.I., Polyakov I.N. // SPIENS FÖRFARANDE. -1997. V.3239. - s. 474-481.

58. Popov I.I. Molekylär jodlaserkylning: undersökning med eko / Popov I.I., Bikbov I.S., Lelekov M.V., Leukhin A.N. // SPIENS FÖRFARANDE. -1997. V.3239. - s. 462-465.

59. Popov I.I. Metod för att mäta ström baserat på fotonekoeffekten / Leukhin A.N., Popov I.I. // II Vavilov läser "Vetenskapens dialog vid skiftet av XX-XXI århundraden och moderna problem social utveckling": Artikelsamling, del 2 Yoshkar-Ola, 1997. - s. 155-157.

60. Popov II. Studie av associativa egenskaper hos fotoneko / Leukhin A.N., Popov I.I. // Andra ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": Artikelsamling Kazan, 1998. - s. 170-178.

61. Popov I.I. Undersökning av avslappningsegenskaper hos gas under laserkylning / Popov I.I., Leukhin A.N. // Proceedings of Int. Konf. "Lasers" 98", STS Press, McLean: USA. - 1999. - P. 1131-1137.

62. Popov I.I. Strategi för mätning av icke-Faraday-rotation av fotonekopolarisationsvektorn i gas / Polyakov I.N., Leukhin A.N., Popov I.I. //

63. Proceedings of Int. Konf. "Lasers" 98", STS Press, McLean: USA. - 1999. - P. 10741080.

64. Popov I.I. Hyperkomplex informationskodning i fotonekoteknik / Leukhin A.N., Popov I.I. // Tredje regionala ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": Samling. artiklar Kazan. - 1999. - s. 51-56.

65. Popov I.I. Metod för att identifiera typen av resonansövergång / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Tredje regionala ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": Samling. artiklar - Kazan - 1999.-P. 45-50.

66. Popov I.I. Hipercomlex egenskaper hos fotoneko i ångor av molekylärt jod / Popov I.I., Leukhin A.N. // Proceedings of Int. Konf. "Lasers" 99", STS Press, McLean: USA. - 2000. - P. 4107-4115.

67. Popov I.I., Spectroscope and polarization characteristics of photon echo in vapors of molecular jod // Proceedings of Int. Konf. "Lasers"99", STS Press, McLean: USA.-2000.- P. 4116-4124.

68. Popov I.I. Funktioner i konstruktionen av en högspänningsmätströmtransformator baserad på ett fotoneko / Polyakov I.N., Popov I.I., Tataurov A.V. // Metoder och metoder för teknisk diagnostik: lör. vetenskapliga artiklar. Vol. XVII.- Yoshkar-Ola.- 2000.- s. 80-82.

69. Popov I.I. Multipelfotoneko i molekylär jodånga / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Fjärde regionala ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": Artikelsamling. Kazan, KSU.-2000. - s. 261-264.

70. Popov I.I. Visual Method of Identification of the Resonant Transition./ Bikbov I.S., I.I. Popov, Leukhin A.N. // PROCEEDING OF SPIE.-1999. -V. 4061.- S. 112-117.

71. Popov I.I. Informationskomprimering genom användning av polarisationsegenskaper hos fotoneko / Leukhin A.N., Popov I.I. // SPIENS FÖRFARANDE. -1999. -V.4061.- S. 85-91.

72. Popov I.I. Funktioner i konstruktionen av en högspänningsmätströmtransformator baserad på ett fotoneko / Polyakov I.N., Popov I.I., Tataurov A.V. // Metoder och metoder för teknisk diagnostik: lör. vetenskapliga artiklar. Vol. XVII.- Yoshkar-Ola.- 2000.- s. 80-82.

73. Popov I.I. Multipelfotoneko i molekylär jodånga / Bikbov I.S., Leukhin A.N., Popov I.I. // Fjärde regionala ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": Samling. artiklar. Kazan, KSU.-2000. - s. 261-264.

74. Popov I.I. Egenskaper för fotoneko i ångor från molekylära beräkningssystem / Popov I.I., Leukhin A.N., Samartsev V.V. // Proceedings of Int. Konf. "Lasers" 2000", STS Press, McLean: USA. - 2001. - P. 833-839.

75. Popov I.I. Möjligheter till fotonekoteknik vid avkänning av atmosfär / Mitrofanova T.G., Popov I.I., Samartsev V.V. // PROCEEDING OF SPIE.-2001.-V.4605.- S. 157-164.

76. Popov I.I. Optisk ekospektrometer för detektion av kvantövergångsgrentyp / Bikbov I.S., Popov I.I., Gladyshev A.M. // PROCEEDING OF SPIE.- 2001.- V. 4605.- S. 35-38.

77. Popov I.I. Fysiska principer för konstruktion av ekosystem för informationsmätning / Gladyshev A.M., Gazizov K.Sh., Grachev A.S., Kozlov A.F., Popov I.I. // PROCEEDING OF SPIE.- 2001.-V. 4605 .- S. 141-148.

78. Popov I.I. Fotonekomöjligheter under informationsbehandling i hyperkomplex rymd / Leukhin A.N., Popov I.I. // PROCEEDING OF SPIE.- 2001.-V. 4605.- S. 124-133.

79. Popov I.I. Användningen av komplexa kodade pulser vid fotonekosignal exciterande i molekylära jodångor / Leukhin A.N., Popov I.I. // 10:e årliga internationella laserfysikworkshopen (LPHYS"01) Book of abstracts.-Moskva.-2001.-P. 36-37.

80. Popov I.I. Funktioner för användningen av fotoneko för att mäta temperaturen hos strukturella element i högspänningsutrustning / Gladyshev A.M., Popov I.I. // Samling av vetenskapliga artiklar: Metoder och metoder för teknisk diagnostik - Ioshkar-Ola - 2002 - s. 85-89.

81. Popov I.I. Funktioner för användningen av fotoneko för att mäta ström i högspänningsledningar / Gladyshev A.M., Popov I.I., Chaikin V.N. // Samling av vetenskapliga artiklar: Metoder och medel för teknisk diagnostik.-Ioshkar-Ola.-2002.-P. 89-93.

82. Popov I.I. Undersökning av rörelsekinetiken för molekylära jodångor / Popov I.I., Gladyshev A.M., Golovkin V.A., Yevseyev I.V. // 11th International Laser Physics Workshop: Book of abstracts.-Bratislava, Slovakien.-2002.-P. 29.

83. Popov I.I. Kvantkontroll av rotationen av fotonekopolarisationsvektorn och dess tillämpning / Popov I.I., Gazizov K.Sh. // Material från den internationella konferensen "Laserfysik och tillämpningar av lasrar" ICLPA "2003. - Minsk, Vitryssland. - 2003. - P. 156-158.

84. Popov I.I. Lösning av Bloch-ekvationer i kvaternionalgebra / Leukhin A.N., Popov I.I. // Sjunde allryska ungdomsvetenskapliga skolan "Koherent optik och optisk spektroskopi": lör. artiklar. -Kazan, KSU.-2003. sid. 345-350.

85. Popov I.I. Modellering, kontroll och optimering av driften av ett ljusemitterande system för konstnärlig belysning av ett objekt / Popenov A.N., Popov I.I. // Ljusteknik.-2003.- Nr 4.- S. 26-31.

86. Popov I.I. Funktioner för applicering av kvaternioner vid lösningen av Bloch-ekvationen / Leukhin A.N., Popov I.I. // PROCEEDING OF SPIE.- 2004.-V. 5402.- P. 191-2001.

87. Popov I.I. Tillämpning av Quaternion Algebra för beräkning av fotonekosignal / Leukhin A.N., Popov I.I. // PROCEEDING OF SPIE.- 2004.-V. 5402.- P. 202-213.

88. Popov I.I. Fysiska principer för implementering av kvantutvärderingar i teknik för ett fotoneko // PROCEEDINGS OF SPIE.-2004.-V.5402.- P.214-225.

89. Popov I.I. Fysiska mätningar och kvantkontroll i tekniken för ett fotoneko / I.I. Popov, A.M. Gladyshev, K. Sh. Gazizov.// PROCEEDINGS OF SPIE.- 2004.- V. 5402.- S. 226-234.

90. Popov I.I. Fotoneko som en metod för spektroskopi av molekylära jodångor i kylande supersoniska molekylstrålar / I.I.Popov, V.V. Samartsev // PROCEEDINGS OF SPIE.- 2004.- V. 5402.- P. 355-363.

91. Copville W.H. Ljuseko på paramagnetiska kristaller / Copville U.Kh., Nagibarov V.R. // Abstracts. D.: Leningrad State University Publishing House. - 1962. - S. 28.

92. Kurnit N.A. Observation av fotoneko / Kurnit N.A., Abella I.D., Hartmann S.R. //Fys. Varv. Lett. 1964.- V.6.- Nr 19.- S. 567-570.

93. Patel C.K.N. Fotoneko i gaser / Patel C.K.N., Slusher R.E. // Fysisk. Varv. Lett. 1968.- V.20.- Nr 20.- P. 1087-1089.

94. Copville W.H. Ljuseko i rubin / Copville U.Kh., Nagibarov V.R., Pirozhkov V.A. // FTT.- 1972.- T. 14.- Nr 6.- P. 1794-1795.

95. Manykin E.A. Optisk ekospektroskopi / Manykin E.A., Samartsev V.V.//M.: Nauka.- 1984. 270 sid.

96. Naboykin Yu.V. Koherent spektroskopi av molekylära kristaller / Naboykin Yu.V., Samartsev V.V., Zinoviev P.V., Silaeva N.B. // Kiev: Naukova Dumka. - 1986. 203 s.

97. Golenishchev-Kutuzov V.A. Pulsad optisk och akustisk koherent spektroskopi / Golenishchev-Kutuzov V.A., Samartsev V.V., Khabi-bulin B.M. // M.: Nauka. - 1988. 222 sid.

98. Evseev I.V. Depolariserande kollisioner i olinjär elektrodynamik / I.V. Evseev, V.M. Ermachenko, V.V. Samartsev. // M.: Vetenskap. - 1992.246 sid.

99. Hahn E.L. Spinn ekar. // Fysisk. Varv. 1950. - V.80. - Nr 3. - P. 580594.

100. Scully M. Photon echp i gasformiga medier. / Scully M., Stephen M.J., Burnham D. // Phys. Varv. 1968. - V. 171. - Nr 1. - S. 213-214.

101. Popov I.I. Form av låsta och dubbelhumlade ljusekosignaler / Popov I.I., Samartsev V.V., Traiber A.S., Shagidulin A.G. // M.: Avd. i VINITI. 1985. - Nr 4916. - S. 86.

102. Fujita M. Barkward-eko i tvånivåsystem / Fujita M., Nakatsuka H., Nakanisi H., Natsuoka M. // Phys. Varv. Lett. 1979. - V.42. - Nr 15. - P. 974977.

103. Evseev I.V. Fotoneko med små områden av spännande pulser / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP. 1979. - T.76. - Nr 5. -MED. 1538-1546.

104. Evseev A.V. Stimulerat fotoneko som en metod för att bestämma de spektroskopiska egenskaperna hos en individuell resonansnivå / Evseev A.V., Evseev I.V., Ermachenko V.M. // DAN USSR. 1981. - T.256. - Nr 1. -MED. 57-60.

105. Brewer L. Quantum Yield for Unimolecular Dissociation of 12 in Visible Absorption/ Brewer L., Tellinghuisen J. // J. Chem. Phys. 1972. - V.56. - P.3929.

106. Evseev A.V. Fotoneko i gaser: påverkan av depolariserande kollisioner / Evseev A.V., Evseev I.V., Ermachenko V.M. // M.: Preprint IAE: 3602/1.-1982.

107. Nagibarov V.R. Elastiska och icke-elastiska kollisioner av gaspartiklarna och ett fotoneko / Nagibarov V.R., Samartsev V.V., Nefediev L.A. // Fysisk. Varv. Lett. 1975. - V.43. -Nr 2. - S. 195-196.

108. Alimpiev S.S. Fotoneko i SF6- och BC13-gaser / Alimpiev S.S., Karlov N.V. // JETP. 1972. - T.63. - Nr 2. - s. 482-490.

109. Nagibarov V.R. Kinetisk metod för excitation av fri induktion och ekosignaler / Nagibarov V.R., Samartsev V.V. // PTE. 1970. - Nr 3. -MED. 189-190.

110. Chebotaev V.P. Metoden för separerade fält inom optik. // Kvantelektronik. 1978. -T5 - Nr 8. - S. 1637-1648.

111. Vasilenko JI.C. Koherent strålning i tidsseparerade fält / Vasilenko L.S., Dyuba N.M., Skvortsov M.N. // Kvantelektronik. 1978. - T.5. - Nr 8. - S. 1725-1728.

112. Shiren N.S. Ultraljudssnurreko / Shiren N.S., Karyaka T.G. / Phys. Varv. Lett. 1972. - V.28. - Nr 3. - P. 1304-1311.

113. Chebotaev V.P. Metoden för separerade fält inom optik. // Kvantelektronik. 1978. - T.5 - Nr 8. - S. 1637-1648.

114. Vasilenko J1.C. Koherent strålning i tidsseparerade fält / Vasilenko L.S., Dyuba N.M., Skvortsov M.N. // Kvantelektronik. 1978. - T.5. - Nr 8. - S. 1725-1728.

115. Nagibarov V.R. Några frågor om magnetisk radiospektroskopi och kvantakustik / Nagibarov V.R., Samartsev V.V. // Kazan, KF AS USSR.- 1968.-P. 102-104.

116. Alekseev A.V. Akustisk excitation av materiens superradiativa elektromagnetiska tillstånd. / Alekseev A.V., Copvillem U.Kh., Nagibarov V.R., Pirozhkov V.A.//JETP. 1968.-T.55. - Nr 7.-S. 1852-1863.

117. Zuikov V.A. Omvänt ljuseko i rubin / Zuykov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. // Brev till JETP. 1980. - T.31. - Nr 11. - S. 654659.

118. Kalachev A.A. Koherenta fenomen inom optik / Kalachev A.A., Samartsev V.V. // Kazan: Kazansky State University dem. IN OCH. Ulyanova.- 2003.-281 sid.

119. Ustinov V.B. Kvantinf// L.: LETI.- 1984.

120. Rassvetalov L.A. Polarisationseko och dess tillämpning // M.: Nauka.- 1992.-P. 161-185.

121. Bai Y.C. Experimentella studier av fotoekopulskompression Y. S. Bai, T. W. Mossberg / Bai Y.I., Mossberg T.W. // Opt. Lett.- 1986.- V.l 1.- S. 30.

122. Graf F.R. Datakomprimering i frekvensselektiva material med användning av frekvenssvepta excitationspulser / Graf F.R., Plagemann B.H., Wild U.P. et. al. // Opt. Lett.- 1996.- V.21.- S. 284.

123. Mossberg T.W. Swept-carrier tidsdomän optiskt minne // Opt. Lett.-1992.- V.17.- S. 535.

124. Samartsev V.V. Optiskt minne baserat på långlivat fotoneko (recension) / Samartsev V.V., Zuikov V.A., Nefed’ev L.A. // ZhPS.- 1993.-T.59.- S. 395.

125. Shen H.A. Impuls-ekvivalent tidsdomän optiskt minne/Shen X.A., Hartmann S.R., Kachru R. // Opt.Lett.- 1996.- V.21.- P. 833.

126. Shen X.A. Experimentell demonstration av impulsekvivalent tidsdomän optiskt minne/ Shen X.A., Kachru R. // Opt.Lett.- 1996.- V.21.- P. 2020.

127. Akhmediev N.N. Informationsradering i fenomenet långlivat fotoneko// Opt.Lett.- 1990.- V. 15.- S. 1035.

128. Zuikov V.A. Ackumulerat långlivat ljuseko och optiskt minne i en LaF(3):Pr(3+)-kristall/ Zuikov V.A., Gainullin D.F., Samartsev V.V. och andra // ZhPS.- 1991.- T.55.- S. 134.

129. Elman U. Statistical Modeling and Theoretical Analysis of the Influence of Laser Phase Fluctuations on Photon Echo Data Erasure and Stimulated Photon Echoes / Elman U., Kroll S. // Laser phys.- 1996.- V.6.- P. 721.

130. Manykin E.A. Interferens av ljuspulser som inte överlappar i tid med deras degenererade fyrvågsblandning / Manykin E.A., Znamensky N.V., Petrenko E.A. och andra // JETP Letters. - 1992.-T.56.- S. 74.

131. Manykin E.A. Operationell radering av information i miljöer med en spektral-selektiv metod för att lagra den / Manykin E.A., Znamensky N.V., Petrenko E.A. och andra // Izv. RAS, ser. Phys.- 1995.- T.59.- S. 168.

132. Zuikov V.A. Operationell radering av information i miljöer med en spektral-selektiv metod för att lagra den / Zuikov V.A., Popov I.I., Mitrofanova T.G. och andra // Izv. Universitet.- 1993.- Nr 7.- S. 72.

133. Arend M. Random access-behandling av optiskt minne genom användning av fotoneko-interferenseffekter/ Arend M., Block E., Hartmann S.R. // Opt. Lett.- 1993.-V.18.-P. 1789.

134. Yano R. Demonstration av partiell radering av picosecond temporal optisk data genom användning av ackumulerade fotonekon / Yano R., Uesugi N. // Opt. Lett.-1999.-V.24.-P. 1753.

135. Rebane A. Ultrasnabb optisk bearbetning med fotoneko/Rebane A., Drobizhev M., Sigel C., Ross W., Gallus J. // Journal of Luminescence.- 1999.-V.83-84.- P. 325-333.

136. Nefediev JI.A. Optisk ekoholografi (recension) / Nefediev L.A., Samartsev V.V. //ZhPS.- 1992.- T.57.- S. 386.

137. Shtyrkov E.I. Visar egenskaper hos dynamiska ekohologram i resonansmedia / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Optik och spektroskopi.- 1976. - T. 40. - S. 392.

138. Samartsev V.V. Akusto-optisk transformation av vågfronter i resonansekohologram / Samartsev V.V., Shtyrkov E.I. // FTT.-1976.-T.18.-S. 3140.

139. Shtyrkov E.I. Dynamiska hologram om atomernas superpositionstillstånd / Shtyrkov E.I., Samartsev V.V. // Fysisk. Statistik. Sol. (a).- 1978.- T.45.- S. 647.

140. Nefediev L.A. Färgeko holografi / Nefediev L.A., Samartsev V.V. // Optik och spektroskopi.- 1987.- T.62.- S. 701.

141. Denisyuk Yu.N. Vetenskapens framtid (internationell årsbok) // M.: Znanie.- 1981.- Nr 14.- S. 112-133.

142. Zeldovich B.Ya. Vågfrontsvändning / Zeldovich B.Ya., Pilipetskiy N.F., Shkunov V.V. // M.: Nauka. - 1985.

143. Mikaelyan A.L. Optiska metoder i datavetenskap // M.: Nauka.-1990.

144. Griffen N.S. Fokusering och faskonjugering av fotonekon i Na vapor/ Griffen N.S., Heer C.V. //Appl. Phys. Lett.- 1978.- V.33.- S. 865.

145. Shtyrkov E.I. Egenskaper för ett generaliserat fotoneko under icke-simultan fyra-vågsinteraktion i rubin / Shtyrkov E.I., Lobkov V.S., Moiseev S.A. och andra // JETP.- 1981.- T.81.- S. 1877.

146. Xu E.Y. Nanosekund bildbehandling med stimulerade fotonekon / Xu E.Y., Kroll S., Huestis D. et. al. // Opt. Lett.- 1990.- V.15.- S. 562.

147. Shen X.A. Höghastighetsmönsterigenkänning genom att använda stimulerade ekon / Shen X.A., Kachru R. // Opt. Lett.- 1992.- V.17.- S. 520.

148. Shen X.A. Tidsdomän holografisk bildlagring / Shen X.A., Chiang E., Kachru R. // Opt. Lett.- 1994.- V.19.- S. 1246.

149. Rebane A.K. Dynamisk pikosekund holografi genom fotokemisk hålbränning / Rebane A.K., Kaarli R.K., Saari P.M. // JETP Letters.- 1983.- T.38.- S. 320.

150. Saari P.M. Dynamisk pikosekund holografi genom fotokemisk hålbränning / Saari P.M., Kaarli R.K., Rebane A.K. // Kvantelektronik.- 1985.- T. 12.- S. 672.

151. Rebane A.K. Associativ sace-and-time domänåterkallelse av pikosekundljussignaler via fotokemisk hålförbränningsholografi // Optics Communs.- 1988.-V.65.-P. 175.

152. Bai Y.C. Koherent tidsdomändatalagring med ett spridningsspektrum genererat av slumpmässig bifasförskjutning/ Bai Y.C., Kachru R. // Opt. Lett.- 1993.- V.18.-P. 1189.

153. Shen X.A. Höghastighetsholografisk inspelning av 500 bilder i ett sällsynt jordartsmetalldopat fast material / Shen X.A., Kachru R. // J. Alloys and Compounds.- 1997.- V.250.-P. 435-438.

154. Shen X.A. Höghastighets holografisk inspelning av 500 bilder i ett sällsynt jordartsmetall dopat fast material / Shen X.A., Nguyen A., Perry J.W., Huestis D., Kachru R. // Science.-1997.- V.278.-P. 96.

155. Lin H. Demonstration av 8-Gbit / in.2 areal lagringstäthet baserat på svep-bärvågsfrekvensselektivt optiskt minne / Lin H., Wang T., Mossberg T.W. // Opt.Lett.- 1995.- V.20.- S. 1658.

156. Zeylikovich I. Terabit speed retrieval of femtosekund ackumulerade fotoneko/ Zeylikovich I., Bai G., Gorokhovsky A., Alfano R. // Opt.Lett.- 1995.-V.20.- P. 749.

157. Manykin E.A. Funktionella metoder för optisk informationsbehandling baserade på fotonekoteknik / Manykin E.A., Zakharov S.M., Onishchenko E.V. // M.: RRC "Kurchatov Institute". - 1989.

158. Kroll S. Foton-ekobaserad logisk bearbetning/ Kroll S., Elman U. // Opt.Lett.- 1993.- V.18.- S. 1834.

159. Mohan R.K. Foton-ekoförstärkning och regenerering för optisk datalagring och bearbetning/ Mohan R.K., Elman U., Tian M., Luo V., Kroll S. // Journal of Luminescence.- 2000.- V.86.- S. 383.

160. Hopfield I.I. //Proc. Nat. Acad. USA.- 1982.- V.79.-P. 2554.

161. Spano F.C. Förstå avfasning i blandade molekylära kristaller. II. Semiklassisk avfasning och superradians för hundratals kopplade absorbatorer // Spano F.C., Warren W.C. // J. Chem. Phys. -1983.- V.90.- S. 6034.

162. Belov M.N. Förstå avfasning i blandade molekylära kristaller. II. Semiklassisk avfasning och överstrålning för hundratals kopplade absorbatorer/ Belov M.N., Manykin E.A. // Optics Communs.- 1991.- V.84.- P.l.

163. Bazhanova H.B. Optisk modell neuralt nätverk baserat på fotoneko med tidskodning av data / Bazhanova N.V., Kalachev A.A., Samartsev V.V. // Izv. RAS, ser. Phys.- 2000.- T.64.- P. 2018.

164. Ollikainen O. / Ollikainen O., Rebane A., Rebane K. // Optical and Quantum Electronics.- 1993.- V.25.- P.5569.

165. Ollikainen O. Terahertz bithastighet parallell multiplikation med fotoneko i lågtemperaturfärgadopad polymerfilm / Ollikainen O., Nilsson S., Gallus J., Erni D., Rebane A. // Optics Communs. - 1998 .- V.147.- S. 429.

166. Uchikawa K. Femtosekund Accumulated Photon Echo Spectroscopy on a Human Stomach Cancer / Uchikawa K., Okada M. // Laser Physics. - 1995, - V.5.-P. 687.

167. Ganago A.O. Femtosekundsdynamik för population och koherens av S2 Singlet Excited State of Bacteriochlorophyl (Qx Absorption Band) in vivo och in vitro / Ganago A.O., Parker E.P., Laible P.D. et. al. // Laser Physics.-1995.- V.5.- S. 693.

168. Ksenzenko V.I. Kemi och teknik för brom, jod och deras föreningar / Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. // M.: 1979.

169. Brown W.G. Het på värmen av dissociation av jod. // Fysisk. Varv. -1931. V.38. - Nr 15. - s. 709-711.

170. Gerstenkorn S. Atlas du spectre d "absorption de la molecule d" iode / Ger-stenkorn S., Luc P. // Paris, CNRS.-1977.- 98 sid.

171. Elyashevich M.A. Atom- och molekylspektroskopi. // M.: Fizmatlit.- 1962.- 829 sid.

172. Zakharenko Yu.G. Cell för en laser stabiliserad genom mättad absorption i molekylärt jod 127 / Zakharenko Yu.G., Pavlov P.A., Tkachenko L.P. // Optisk-mekanisk industri. - 1977. Nr 7. - S. 64-65.

173. Shirly D.A. Entropin av jod. Värmekapacitet från 13 till 327 K. Sublimationsvärme 1 / Shirly D.A.Giaque W.F. // J. Am. Chem. Soc. 1959. - V.81. -P. 4778.

174. Cerez P. Frekvensstabilitet du laser helium neon comportant une cuve d "iode a parais chaudes / Cerez P., Bennet S. // Coro Acad Ci. - 1978. -AB286. - Nr. 4. - P.53 - 56.

175. Kireev S.B. dis. Effekt- och frekvensresonanser i multimode He-Ne-lasrar i det synliga området av spektrumet med interna olinjära absorberande celler. Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper// M.: 1986.- 131 sid.

176. Bobrik V.I. Förseglade olinjära absorptionsceller för lasrar vid en våglängd av 339 μm / Bobrik V.I., Kolomnik Yu.D. // Autometri. - 1975. -Nr 3. sid. 139-140.

177. Bryggare R.G. Fotoneko och optisk induktion i molekyler / Brewer R.G., Shoemaker R.L. // Fysisk. Varv. Lett. 1971. - V.27. -Nr 10. - s. 631-635.

178. Jevsejev I.V. Om identifiering av övergångar med foton-ekoteknik / Yevseyev I.V., Yermachenko V.M., Reshetov V.A. // Fysisk. Lett. A.-1980.- V. 77.- Nr 2/3.- S. 126-128.

179. Zuikov V.A. dis. Omvänd ljusinduktion och eko.// Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper. Kazan.- 1983.

180. Anordning för att analysera ljuspolarisation: A.S. 3983749/31-25 /22/ USSR: MKI 4G 01 J 4/00.

181. Ivasjtjenko P.A. Mätning av laserparametrar / Ivashchenko P.A., Kalinin Yu.A., Morozov B.N. // M.: Standart Publishing House - 1982. 168 sid.

182. Levy D.H. Annal Rev Physical Chemistry/ Levy D.H. // 1980.- V. 31.-P. 197.

183. Misra P. Jodens entropi. Värmekapacitet från 13 till 327 K. Sublimationsvärme 1/ Misra P. //PROCEEDINGS OF SPIE.- 2001.-V. 4605.-P. 1.

184. Anderson J.B. Molecular Beams from Nozzle Sources.-In: Molecular Beams and Low Density Gas Dynamics/ Anderson J.B. //Red. P.P. Wegener.-N.Y.: Dekker.-1974.

185. Solovjev K.H. Spektroskopi av porfiner: Vibrationstillstånd / Soloviev K.N., Gladkov JI.JL, Starukhin A.S., Shkirman S.F. // Vetenskap och teknik, Minsk - 1985.

186. Nechaev S.Yu. / Nechaev S.Yu., Ponomarev Yu.N. // Izv. universitet. Fysik.-1973.-Nr 11/12.-P.148.

187. N. Nakatsuka Flera fotonekon i molekylärt jod/ H. Nakatsuka et.al. // Opt. Kommun.- 1983.- V.47. Nr 1.- S. 65.

188. Elyutin S.O. Teori om bildandet av en foton (ljus) ekopuls / Elyutin S.O., Zakharov S.M., Manykin E.A. // JETP.T. 76. Nr 3. S. 835845.

189. Evseev I.V. Studie av påverkan av formen av spännande pulser på fotonekots polarisationsegenskaper / Evseev I.V., Reshetov V.A. // Opt.spectr. 1982. - T.52. - VID 5. - sid. 796-799.

190. Carlson N.W. Fälthämmad optisk avfasning och formlåsning av fotonekon / Carlson N.W., Babbitt W.R., Bai Y.S., Mossberg T.W. // Opt. Lett. 1984. - V.9. - Nr 6. - S. 232-234.

191. Katulin V.A. Utsikter för vetenskapliga och praktiska tillämpningar av ljus (foton) eko / Katulin V.A., Biryukov A.A., Samartsev V.V. // Izv. USSR:s vetenskapsakademi. Ser.phys. 1989. - T.53. - Nr 12. - s. 2274-2280.

192. Babbitt W.R. Tidsdomänfrekvens, kollektiv optisk datumlagring i ett fast tillståndsmaterial / Babbitt W.R., Mossberg T.W. // Opt. Commun. 1988. -V.65. -Nr 3. - S. 185-188.

193. Elyutin S.O. Spatio-temporala korrelationer av koherenta optiska pulser i fenomenet fotoneko / Elyutin S.O. och andra // JETP. 1985. - T.88. - Nr 2. - s. 401-416.

194. Kim M.K. Långtidsbildlagring och faskonjugering av ett bakåtstimulerat fotoneko / Kim M.K., Kachru R. // J.Opt.Soc.Amer. 1987. - V.4. -Nr.3.-P. 305-308.

195. Kachru R. Optiska ekon genererade av stående vågfält: Observationer i atomångor /, Mossberg T.W., Whittaker E., Hartmann S.R. // Opt. Communs. - 1979. - V.31. - Nr 2. - S. 223-227.

196. Feynman R. Kvantmekaniska datorer // Optiknyheter, februari.-1985.-V.ll.- S. 11.

197. Vasilenko JI.S. Polarisationseffekter i fotonekot från molekylära gaser / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // Abstrakt. Rapportera IV All-Union. sym-pos. enligt ljusekot och dess praktiska vägar. appl. Kuibyshev: KSU.- 1989,-S. 46.

198. Evseev I.V. Teori om polarisationsekospektroskopi av atomer och molekyler som interagerar genom elastiska depolariserande kollisioner // Dis. Doktor i fysik och matematik Sci. M. - 1987. - 333 sid.

199. Volokhatyuk V.A. Frågor om optisk placering / Volokhatyuk V.A., Kochetkov V.M., Krasovsky P.P. // M.: Sov.radio. - 1971.

200. Wolverine F.V. A.S.649949 USSR. Metod för att mäta avstånd / Ro-somakho F.V., Bednyagin A.A., Emdin F.E.// Uppfinningens bulletin - 1979. Nr 8.

201. Malashin M.S. Grunderna för design av laserlokaliseringssystem // Malashin M.S., Kaminsky R.P., Borisov Yu.B. // M.: Högre skola.-1983.-207 sid.

202. Popov I.I. Precisionsfasavståndsmätare med programkontroll / Popov I.I., Chemodanov S.B., Shatokhin V.P. // III All-Union Scientific and Technical Conference "Metrology in Ranging". Abstrakt. Rapportera - Kharkov - 1988. S. 50-51.

203. Shatokhin V.P. Experimentella studier elektrooptisk avståndsmätare / Shatokhin V.P., Khesed E.A., Lavrentyev I.V. // Lör. tr. RTI AS USSR. M. -1984. - s. 132-136.

204. Lukin I.V. Differentiallaseravståndsmätare med hög precision / Lukin I.V., Pushkarev G.D., Sobol V.V. och andra // Mätteknik. - 1988.-№5.-S. 15-17.

205. Volkonsky V.B. Fasavståndsmätare med hög precision som använder mikroprocessorer / Volkonsky V.B., Popov Yu.V., Chizhov S.A. och andra // III All-Union Scientific and Technical Conference "Metrology in Range Measurement": Abstracts. Kharkov - 1988. - S. 38-40.

206. Evseev I.V. Polarisationsegenskaper hos fotoneko med små ytor av spännande pulser / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Brev till JETP.- 1978.- T.28.- Nr 11.-S. 689-692.

207. Popov I.I. Ljuseko i molekylär jodånga och dess tillämpning // Dis. .cand. fysik och matematik Sci. Kazan.- 1990,- 151 sid.

208. Gordon J.P. Fotoneko i gaser / Gordon J.P., Wang C.H., Patel C.K.N. // Fysisk. Varv. 1969.- V.179.- Nr 2.- S. 294-309.

209. Heer C.V. Polarisering av fotonekon från SF6-molekyler / Heer C.V., Nordstrom PJ. // Fysisk. Varv. A-Gen. Phys.- 1975.- V.l 1.- Nr 2.- P. 536-548.

210. Vasilenko JI.C. Studie av avslappningsprocesser i gas med hjälp av koherenta transienta processer / Vasilenko L.S., Rubtsova N.N. // I boken: Lasersystem. Novosibirsk: SO AN USSR. - 1982. - S. 143-154.

211. Evseev I.V. Fotoneko på intilliggande optiskt tillåtna övergångar / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP.- 1979.- T.77.- Nr 6.- P. 2211ch>2219.

212. Chen U.S. Fotonekoavslappning i LaF3:Pr3+ / Chen U.S., Chiang K.P., Hartmann S.R. // Opt. Kommun.- 1979.- V. 29.- Nr 2.- S. 181-185.

213. Nefediev L.A. Optisk eko-holografi och informationsbehandling/ Ne-fediev L.A., Samartsev V.V. // Laser Phys.- 1992.- V. 2.- Nr 5.- P. 617-652.

214. Nefedev L.A. Optisk ekoholografi / Nefedev L.A., Samartsev V.V. // Application magazine spektroskopi - 1993. T. 57. Nr 5-6. sid. 386-428.

215. Zuev V.E. Optisk fjärravkänning av atmosfären./ Zuev V.E., Zuev V.V. // St Petersburg: Gidrometeoizdat, 1992. 232 s.

216. Artemkip E.E. Spektrala optiska djup av den kontinentala Immorian aerosolen / Artemkip E.E. // Aerosoloptik. Ryazan: Förlag. RGPI, 1978. S. 3-16.

217. Nefedev L.A. Ekoholografi i degenererade och flernivåsystem / Nefed'ev L.A., Samartsev V.V. // Atmosfärisk optik. och havet. 1993. T. 6. Nr. 7. P. 783-799.

218. Warren W.S. Flera faskoherenta laserpulser i optisk spektroskopi/Warren W.S., Zewail A.H. // J. Chem. Phys. 1983. V. 78. Nr 5. P. 22792311.

219. Zeldovich B.Ya. Vågfrontsvändning / Zeldovich B.Ya., Pipetskiy N.F., Shkunov V.V. // M.: Nauka, 1985. 247 sid.

220. Beach R. Inkoherenta fotoneko/ Beach R., Hartmann S.R. // Fysisk.

221. Rev. Lett. 1984. V. 53. Nr. 7. P. 663-666.

222. Nakatsuka H. Ackumulerade fotonekon genom att använda en icke-laserljuskälla/ Nakatsuka H., Wakamiya A., Abedin K.M., Hattori T. // Opt. Lett. 1993. V. 18. Nr 10. P. 832-843.

223. Zuev V.E. Termisk självverkan av laserstrålar på atmosfäriska banor och diagnostik av deras parametrar / Zuev V.E., Aksenov V.P., Kolosov V.V. // Atmosfärisk optik. och havet. 2000. T. 13. Nr 1. P. 32-45.

224. Icke-linjära optiska vågor/ Maimist"ov A.I., Basharov A.M.// London: Kluwer Academic Publishers, 1999. 655 sid.

225. Evseev I.V. Polarisationsegenskaper hos fotoneko vid små områden med spännande pulser / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // Brev till JETP. 1988. T. 28. Nr 11. P. 689-692.

226. Evseev I.V. Fotoneko med små områden av spännande pulser / Evseev I.V., Ermachenko V.M. // JETP. 1979. T. 76. Nr 5. P. 1538 -1546.

Observera att de vetenskapliga texterna som presenteras ovan publiceras i informationssyfte och har erhållits genom erkännande originaltexter avhandlingar (OCR). Därför kan de innehålla fel associerade med ofullkomliga igenkänningsalgoritmer. Det finns inga sådana fel i PDF-filerna för avhandlingar och sammanfattningar som vi levererar.

Samlingsutdata:

BILDNING AV STIMULERAT FOTONEKO-SVAR I ETT TRE-NIVÅ SYSTEM VID KODNING AV INFORMATION I TIDIG FORM AV ETT OBJEKTPULS

Nefedev Leonid Anatolievich

annan fysik och matematik vetenskaper, chef avdelning utbildningsteknik i fysik, professor vid Kazansky Federal University Kazan

E- post: nefediev @ yandex . ru

Garnaeva Guzel Ildarovna

Ph.D. fysik och matematik Vetenskaper, chef för den vetenskapliga och pedagogiska avdelningen vid Institutet för fysik, docent vid Kazans federala universitet, Kazan

E- post: guzka -1@ yandex . ru

Khakimzyanova Elsa Ildarovna

doktorand vid Kazan Federal University, Kazan

E-post:

BILDANDET AV STIMULERAT FOTONEKOSVARI TRE-NIVÅ SYSTEMAVINFORMATIONSKODNING I TILLFÄLLIG FORM AV OBJEKTPULS

Nefediev Leonid Anatolievich

doktor i fysikalisk-matematiska vetenskaper, chef för utbildningsteknologier vid fysikavdelningen, professor vid Kazans federala universitet, Kazan

Garnaeva Guzel Ildarovna

kandidat för fysikalisk-matematiska vetenskaper, chefen för den vetenskapliga-pedagogiska avdelningen vid Institutet för fysik, biträdande professor vid Kazans federala universitet, Kazan

Hakimzyanova Elza Ildarovna

doktorand vid Kazans federala universitet, Kazan

ANTECKNING

Reproducerbarheten av information i svar av stimulerat fotoneko i ett trenivåsystem i närvaro av externa rumsligt inhomogena elektriska fält beaktas. Förutsättningen för bästa återgivning av information och blockering av stimulerade fotonekosignaler har hittats.

ABSTRAKT

Reproducerbarheten av informationen i svaren stimulerade fotoneko i ett trenivåsystem i närvaro av externa rumsligt inhomogena elektriska fält undersökta. Förutsättningarna för den bästa återgivningen av informationen och stimulerad fotonekolåsning hittades.

Nyckelord: stimulerat fotoneko, blockerande effekt, trenivåsystem

Nyckelord: stimulerat fotoneko, effekten av låsning, trenivåsystem

Introduktion

Studiet av transienta optiska processer är av intresse inte bara för grundläggande vetenskap, utan har också tillämpad betydelse. Till exempel kan koherenta transienter användas för att lagra och bearbeta information. Av särskilt intresse är studiet av interaktionen mellan flera resonansfält med flernivåkvantsystem (atomer, molekyler, föroreningsjoner i kristaller, etc.). Detta intresse förfaller möjliga tillämpningar olika effekter observerade under multifrekvensexcitering av kvantobjekt. Inspelning och uppspelning av ekohologram i system med flera nivåer leder till möjligheten, tillsammans med logiska operationer, att ändra realtidsskalan och händelseförloppet i ekohologrammets svar, information om vilken var inbäddad i det rumsliga och tidsmässiga strukturen hos objektpulsen. Om antingen den första eller den andra exciterande laserpulsen fungerar som en kodpuls, kan information matas in i den tidsmässiga formen av denna puls och reproduceras i SFE-svaret. Denna effekt kallas fotoneko (PE) tidsformkorrelationseffekt.

Verken undersökte effekten av informationslåsning i svar av stimulerat fotoneko (SPE) och dess tillämpning i optiska minnessystem, ekoprocessorer och flerkanalig informationsinspelning under påverkan av externa rumsligt inhomogena elektriska fält på ett resonantsystem av atomer. I detta arbete undersökte vi påverkan av externa rumsligt inhomogena elektriska fält på reproducerbarheten av information i SFE-svar (korrelationseffekten av den temporala formen av FE) i ett trenivåsystem och på effektiviteten av dess blockering.

Grundläggande ekvationer

För att hitta operatören av utvecklingen av ett system när det exciteras av en resonanslaserpuls av varaktighet, använder vi resultaten av arbetet. Genom att känna till evolutionsoperatorn U kan vi bestämma densitetsmatrisen efter exponering för den η:te laserpulsen

Låt oss betrakta schemat för excitation av ett stimulerat fotoneko i ett trenivåsystem enligt V-schemat som visas i figur 1, där den första pulsen är objektpulsen.

Figur 1. Excitationsspektrum för SFE i ett trenivåsystem

I det aktuella fallet kan systemets Hamiltonian representeras som: , där är parametern för icke-ekvidistans i systemspektrumet, är frekvensen övergång i-j, , är frekvensen för laserstrålning för resonansövergången 1-2.

Vi finner den elektriska fältstyrkan för svaret som

där: - enhetsvektor i observationsriktningen,

Frekvensfördelningsfunktion för en ojämnt breddad linje, ,

Radievektor för observationspunkten,

Radievektor för platsen för det j:te optiska centret,

Inverkan av externa rumsligt inhomogena elektriska fält på ett resonantsystem av atomer kan påverka reproducerbarheten av information i SFE-svar. Processen att generera fotonekosvar innehåller två nödvändiga steg: avfasning av de oscillerande dipolmomenten hos optiska centra och deras efterföljande fasning, vilket leder till uppkomsten av makroskopisk polarisering av mediet och registreras i form av ett optiskt koherent svar. Påverkan på resonansmediet i ett av dessa stadier av en rumsligt inhomogen yttre störning (till exempel ett inhomogent elektriskt fält) kommer att leda till en slumpmässig förskjutning eller splittring av den initiala monokromatiska inhomogena breddade optiska linjen. Som ett resultat kommer dipolmomenten inte att vara i fas efter utläsningspulsen, och genereringen av ett optiskt koherent svar kommer att undertryckas.

I detta fall bestäms den spatiotemporala strukturen för SFE-svaret av uttrycket

(3)

där: är tiden för exponering för ett ojämnt elektriskt fält mellan den första och andra exciterande pulsen,

Tid för exponering för ett ojämnt elektriskt fält efter den tredje pulsen,

Fourierspektrum för enveloppen för den η:e laserpulsen,

Arean av den η:e pulsen.

Effekten av korrelation av den tidsmässiga formen av objektimpulsen och systemsvaret med olika informationskodning

Låt oss betrakta två fall av bildandet av SFE-svar i ett trenivåsystem med tvåfrekvensexcitering vid 1-2-övergången: 1. när information kodas i den temporala formen av en objektlaserpuls, 2. när informationen är kodade i tidsintervall för en echelon av laserpulser som representerar objektpulsen. I båda fallen kan effekten av korrelation mellan de temporala formerna av objektpulsen och fotonekosvaret observeras.

I närvaro av externa rumsligt inhomogena elektriska fält (påtvingade i syfte att blockera information och flerkanalsregistrering av information), kan emellertid förvrängning av den registrerade informationen i fotonekosvaret inträffa.

Således, om den första pulsen i fallet med den första kodningen är objektet ett (fig. 2), visas resultaten av den numeriska beräkningen av uttrycket (3) i fig. 3-6.

Figur 2. Temporal form av ingångs (objekt) puls

Figur 3. Temporal form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =0,5 ns, A t 3 =1 ns, A t 4 =1,5 ns, A t 5 =1 ns, ==0 )

Figur 4. Temporell form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =0,5 ns, A t 3 =1 ns, A t 4 =1,5 ns, A t 5 =1 ns, ==0 )

Figur 5. Temporal form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =0,5 ns, A t 3 =1 ns, A t 4 =1,5 ns, A t 5 =1 ns, = 100V/cm2, =0 )

Figur 6. Temporell form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =0,5 ns, A t 3 =1 ns, A t 4 =1,5 ns, A t 5 =1 ns, = 0, =100V/cm 2 )

Om den första pulsen med kodningsinformation av den andra typen är objekt (fig. 7), visas resultaten av den numeriska beräkningen av uttrycket (3) i fig. 8-11.

Figur 7. Tidsform för ingångspulsen (objektet).

Figur 8. Temporal form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =3 ns, ==0 )

Figur 9. Temporell form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =3 ns, ==0 )

Av figurerna 3, 4, 7 och 8 följer att i frånvaro av externa rumsligt inhomogena fält, reproduceras formen av den första objektpulsen i SFE-svaret i omvänd mod praktiskt taget utan distorsion.

När den exponeras för ett yttre rumsligt inhomogent fält mellan den första (objektet) och den andra pulsen (fig. 5, 10), korrelerar responsens tidsform med objektpulsens tidsform och samtidigt minskar dess intensitet (information blockerande effekt).

Figur 10. Temporell form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =3 ns, = 100V/cm2, =0 )

Figur 11. Temporell form av SFE-svaret (, Δ t 1 =1 ns, A t 2 =3 ns, = 0, =100V/cm 2 )

Om ett externt rumsligt inhomogent fält appliceras efter den tredje (avläsnings)pulsen (fig. 6, 11), tillsammans med blockering av svaret, observeras en förvrängning av den tidsmässiga formen av svaret.

Från figurerna 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 är det tydligt att med en ökning av nonequidistance-parametern i systemet Г>1, observeras en sträckning av realtidsskalan i SFE-svaret, och med en minskning av nonequidistance-parametern för systemet Г<1 наблюдается сжатие шкалы реального времени.

En ökning av området för objektpulsen leder till förvrängning i återgivningen av information.

Slutsatser

1. Vid exponering för ett olikformigt elektriskt fält efter den första objektpulsen observeras effekten av blockeringsinformation, och vid exponering för ett olikformigt elektriskt fält efter avläsningspulsen, förstörs informationen. observerade.

2. I resonantsystem med en stor system-icke-ekvidistansparameter observeras en sträckning av realtidsskalan i SFE-svaret, och i system med en mindre system-icke-ekvidistansparameter observeras en komprimering av realtidsskalan.

3. En ökning av området för objektpulsen leder till förvrängning av informationsåtergivningen

Bibliografi:

1. Bilenky S.M. Introduktion till Feynmans diagramteknik. Moskva. Atomizdat. 1971. - 215 S.

2. Zuykov V.A., Samartsev V.V., Usmanov R.G. Korrelation av formen på ljusekosignaler med formen av spännande pulser // JETP-bokstäver. 1980, T. 32, nr 4. s. 293-297.

3.Nefedev L.A. Spatio-temporala transformationer av ekohologram i två- och trenivåsystem // Optik och spektroskopi. 1986. T. 61. Nr 2. P. 387-394.

4.Nefedev L.A. Dynamisk ekoholografi i degenererade och flernivåsystem // Proceedings of the USSR Academy of Sciences, fysisk serie. 1986. T. 50. Nr 8. P. 1551-1558.

5. Nefedev L.A., Garnaeva (Khakimzyanova) G.I. Effekten av att "blockera" fotonekosignaler under flerkanalsinspelning av information // Optik och spektroskopi. 2008. T. 105. Nr 6. P. 1007-1012.

6. Nefedev L.A., Garnaeva G.I., Usmanov R.G. Flerkanalig inspelning av information baserad på den "blockerande" effekten av fotonekosignaler // Optisk journal. 2010. T. 77. Nr 2. P. 27-29.

7. Nefedev L.A., Nizamova E.I., Taktaeva S.V. Inflytandet av okorrelerad inhomogen breddning på bildandet av transienta optiska processer i flernivåsystem // Optik och spektroskopi, T. 113, nr 2, 2012. P. 156-161.

8.Rautian S.G., Smirnov G.I., Shalagin A.M. Icke-linjära är resonanta i spektra av atomer och molekyler. Novosibirsk: Vetenskap. 1979. - 310 S.

9. Sobelman I.I. Introduktion till teorin om atomspektra. M.: Vetenskap. (1977), - 319 S.

10. Kalachev A.A., Samartsev V.V. Koherenta fenomen inom optik. Kazan State University, 2003. - S. 280.

Dynamik hos oordnade molekylära fasta medier: studier med fotoneko och enmolekylspektroskopi

-- [ Sida 1 ] --

1RYSKA VETENSKAPSAKADEMIEN

Institutet för spektroskopi

Som ett manuskript

Vainer Yuri Grigorievich

DYNAMIK HOS ORDNADE MOLEKYLÄRA FASTSTÄNDSMEDIER:

STUDIER SOM ANVÄNDER FOTONEKO OCH SPEKTROSKOPIMETODER

ENKLA MOLEKYLER

Specialitet 01.04.05 – Optik

AVHANDLING

för tävling vetenskaplig examen Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper

Troitsk, Moskva-regionen. - 2005 -2 INNEHÅLL INTRODUKTION

KAPITEL I. LÅG TEMPERATURDYNAMIK

STUDIER

KAPITEL II. TEORETISK RAM FÖR BESKRIVNING AV PROCESSER

FÖRORENHET FASTTILLSTÅND SYSTEM MED

LÅGA TEMPERATURER

2.1. Standardmodell av tvånivåsystem

2.1.1. Grundläggande bestämmelser modeller

2.1.2. Parametrar för tvånivåsystem

2.1.3. Lagar för distribution av DOS enligt interna parametrar

2.2. Stokastisk slumpmässig hoppmodell

2.2.1. Grundprinciper för den stokastiska modellen av okorrelerade slumpmässiga hopp

2.2.2. Interaktion mellan ett föroreningscentrum och en TLS

2.2.3. Rumsliga och orienteringsfördelningar av DLS

2.3. Modifierad teori för FE i lågtemperaturföroreningsglas

2.3.1. Grundprinciper för den modifierade modellen av PV i lågtemperaturglas

2.3.2. Fallet med ett två-puls fotoneko

2.3.3. Jämförelse med standard fotoneko teori

2.3.4. Resultat av den modifierade fotonekoteorin och deras diskussion: sönderfallskurvors beroende av det minsta avståndet mellan kromoforen och tvånivåsystem

2.4. Modell av mjuka potentialer och dess tillämpning för att beskriva optisk avfasning i amorfa föroreningssystem

2.4.1. Grundläggande principer för modellen med mjuk potential

2.4.2. Grundläggande relationer som beskriver optisk avfasning i den mjuka potentialmodellen

2.5. Viktiga resultat från kapitel II

KAPITEL III. PHOTON ECHO METOD OCH DESS FABILITETER MED

FORSKNING AV SPEKTRALPROCESSER

DYNAMIK I FAST TILLSTÅND FÖR ORENHET

OORDNADE MILJÖER

3.1. Fotoneko

3.1.1. Generella principer

3.1.2. Emission från en sammanhängande ensemble av kromoformolekyler.

3.1.3. Bloch-Feynman vektormodell.

3.1.4. Huvudidén med FE-metoden

3.2. Två- och trepulsfotoneko

3.3. Ackumulerat fotoneko

3.4. Osammanhängande fotoneko

3.5. Slutsatser om kapitel III

-3KAPITEL IV. EXPERIMENTELL GRUNDLÄGGANDE SPEKTROSKOPIN

IMURITY CENTER MED ELIMINERING

TID OCH ENSEMBLE GENOMsnitt

4.1. Fotoneko och dess tillämpning för att studera dynamiken hos oordnade fasta ämnen

4.1.1. Dubbelpuls fotoneko

4.1.2. Tre-puls fotoneko

4.1.3. Osammanhängande fotoneko

4.2. Experimentell fotonekoteknik och mätteknik........ 4.2.1. Lasersystem för att generera inkoherenta PV-signaler

4.2.2. Lasersystem för generering av pikosekundpulser

4.2.3. Fotoneko experimentella inställningar

4.2.4. Mätteknik

4.2.5. Provberedningsprocedur

4.3. Enkelmolekylspektroskopi experimentella tekniker och mättekniker

4.3.1. Tillämpning av singelmolekylspektroskopi för att studera dynamiken hos oordnade fasta ämnen

4.3.2. Registrering av spektra av enstaka molekyler i glas kl låga temperaturerÅh

4.3.3. Experimentell uppställning för inspelning av spektra av enstaka molekyler

4.3.4. Provberedningsprocedur

4.3.5. Egenskaper med att registrera spektra av enstaka molekyler i föroreningsglas

4.4. Kapitel 4 Slutsatser

KAPITEL V. FORSKNING AV OPTISK AVFASNING IN

ORENHET EKOLOGISKA GLAS OCH

POLYMERER EFTER FOTON EKOTOD I

BREDT UTVAL AV LÅGA TEMPERATURER

5.1. Jämförelse av data erhållna med NFE-metoden med data erhållna med 2FE-metoden

5.2. Analys av NPE-data för resorufin i d- och d6etanol

5.2.1. Analys av bidraget från spektral diffusion

5.2.2. Analys av bidraget till optisk avfasning på grund av interaktion med LFM

5.2.3. Deuterationseffekt

5.2.4. Slutsatser från dataanalys för p/d-e och p/d6-e

5.3. Forskning med NPE- och 2PE-metoder

5.3.1. Allmän översikt över experimentella resultat erhållna med NPE- och 2PE-metoder för sex oordnade föroreningssystem

5.3.2. Dataanalys för låga temperaturer

5.3.3. Modellberäkningar av temperaturberoendet inom ramen för den modifierade teorin om FE i lågtemperaturglas............................... ... 5.3.4. Analys av data för mellantemperaturområdet

5.4. Analys av högtemperaturdata med beaktande av spektrumet av lågfrekventa partiklar................... 5.5. Dataanalys med hjälp av mjukpotentialmodellen................. vid analys av data inom ramen för MP-modellen

5.5.2. Resultat av modellberäkningar och deras jämförelse med experiment........... 5.6. Slutsatser om kapitel V

KAPITEL VI. UNDERSÖKNINGAR AV FÖRORENSDYNAMIK

METOD FÖR ORGANISKA POLYMERER

SPEKTROSKOPI AV ENKELMOLEKYLER

6.1. Beskrivning av spektra av enstaka molekyler med hjälp av konceptet momentfördelningar

6.2. Resultat av mätningar av spektra för enstaka TBT-molekyler i amorf polyisobutylen vid T = 2 K

6.2.1. Exempel på OM-spektra och deras tidsutveckling

6.2.2. Temporalt beteende hos spektra av enstaka molekyler, i överensstämmelse med TLS-modellen

6.3. Modellberäkningar av spektra av enstaka molekyler

6.3.1. Algoritm för att beräkna spektrumet av en enskild molekyl

6.3.2. Val av modellparametrar

6.3.3. Bidrag av nära och fjärran TLS till OM-spektrumet

6.4. Begreppet moment och egenskaper hos metodiken för att jämföra experimentella och teoretiska resultat

6.5. Jämförelse av resultat från modellberäkningar och experimentella data om fördelningen av moment och linjebredder för OM-spektra....... 6.5.1. Analys av fördelningen av moment för OM-spektrallinjer

6.5.2. Dispersion av TLS-kromoforinteraktionskonstanten och det minsta avståndet mellan föroreningscentrum och TLS

6.6. Spektra av enstaka molekyler i lågtemperaturglas och avgiftsstatistik

6.7. Fördelningar av spektrala toppbredder och bidraget från kvasi-lokala lågfrekventa vibrationslägen till breddningen av OM-spektra

6.8. Statistisk analys av multiplettstrukturen av spektra av enstaka molekyler

6.9. Karakteristiska rumsliga zoner för interaktion av tvånivåsystem med en enda molekyl

6.10. Jämförelse av data erhållna genom enkelmolekylspektroskopi och fotoneko

6.11. Slutsatser om kapitel VI

SLUTSATS

LISTA FIGURER OCH TABELLER

LISTA ÖVER FORMLER

LISTA ÖVER ANVÄNDA REFERENSER

TACK

Anteckning. Ett nytt tillvägagångssätt för studiet av oordnade molekylära medier i fast tillstånd har utvecklats och systematiska experimentella och teoretiska studier av dynamiken hos amorfa organiska glas och polymerer har utförts i ett brett område av låga temperaturer (0,35 – 100 K).

Det utvecklade tillvägagångssättet är baserat på att erhålla information om dynamiken hos mediet som studeras från spektra av föroreningskromoformolekyler som introduceras i provet som studeras som en spektral mikroskopisk sond, och är baserad på följande två experimentella principer: 1) användningen av fotonekometoden för att mäta tiderna för optisk avfasning av föroreningskromoformolekyler i en oordnad matris för att eliminera tidsgenomsnitt under experimentet. 2) detektion av ett stort antal spektra av föroreningsenkelkromoformolekyler och efterföljande statistisk analys av de uppmätta spektra. Det utvecklade tillvägagångssättet gör det möjligt att erhålla data som återspeglar de allmänna egenskaperna hos miljön som studeras, snarare än slumpmässiga parametrar i den lokala miljön, och samtidigt behålla information om miljöns mikroskopiska parametrar. Dess användning gör det möjligt att erhålla information om dynamiska fenomen i molekylära medier, oförvrängd av medelvärde, och därmed eliminera huvudsvårigheten med befintliga mätmetoder för att diagnostisera störda medier. Systematiska studier av processerna för spektral diffusion och optisk avfasning i amorfa organiska glas och polymerer har utförts med hjälp av ett utvecklat experimentellt tillvägagångssätt och en förbättrad teoretisk modell av spektraldynamiken hos lågtemperaturglas. Ny information har erhållits om den spektrala dynamiken hos amorfa organiska medier i ett brett spektrum av låga temperaturer, vilket avsevärt utökar nivån av förståelse för detta fenomen.

RelevansÄmnen. För närvarande används material och polymerer i fast tillstånd i allt högre grad i vardagslivet, teknik och vetenskaplig forskning, inklusive sådana lovande material som konjugerade polymerer, dendrimerer, ett brett utbud av organiska glas, amorfa halvledare och strukturer baserade på dem, etc. Oordnade organiska medier inkluderar också flertalet nanoobjekt och nanostrukturer av organisk natur, vilka intresset har ökat kraftigt på senare tid, eftersom de är ett av huvudelementen i snabbt utvecklande nanoteknik i vår tid. De nämnda systemen inkluderar en mängd olika biologiska miljöer och strukturer, vars studier och användning är ett av de viktiga områdena inom modern vetenskap och teknik. Oordnade organiska medier är lovande föremål för att skapa nya material och enheter med ovanliga egenskaper. Till exempel pågår för närvarande en intensiv utveckling inom området molekylär mikroelektronik baserad på organiska material. Bred tillämpning i praktiken och behovet av att skapa nya material och strukturer baserade på oordnade organiska ämnen gör det relevant att fördjupa sig i deras grundläggande egenskaper. De flesta av dessa egenskaper, såsom termiska, mekaniska, elektriska, kemiska, optiska, spektrala, etc., bestäms av materiens inre dynamik. Därför är studier av dynamiska processer i oordnade molekylära medier mycket relevanta och viktiga både för utvecklingen av vetenskapen om molekylära fasta tillståndsmedier och för utvecklingen av nya teknologier baserade på utveckling och användning av organiska ämnen med en komplex struktur.

De huvudsakliga målen för avhandlingsarbetet. Fram till nyligen var huvudforskningen inom området för dynamik hos fasta medier inriktad på att studera högordnade kristallina ämnen. Som ett resultat av dessa studier är den mikroskopiska naturen hos de grundläggande elementära excitationerna i kristaller nu allmänt känd. En helt annan situation uppstår när man förstår grunderna för dynamiken hos oordnade fasta (särskilt organiska) medier. Även om det är betydande är detta område öppet. Till exempel är ett av de allvarligaste problemen med att beskriva egenskaperna hos oordnade medier bristen på information om den mikroskopiska karaktären hos elementära lågfrekventa excitationer i dessa medier. Teorin om dynamiska fenomen i oordnade molekylära medier har ännu inte utvecklats, vilket gör det möjligt att beskriva hela uppsättningen av tillgängliga experimentella resultat. Befintliga modeller har ett begränsat tillämpningsområde och är i de flesta fall rent fenomenologiska till sin natur. En av huvudorsakerna till denna omständighet är den låga lämpligheten hos traditionella experimentella metoder för att få information om egenskaperna hos oordnade fasta medier. Detta förklaras av den betydande spridningen av de lokala parametrarna för sådana medier, som ett resultat av vilka traditionella metoder endast ger högt genomsnittliga data om ämnet som studeras, vilket leder till betydande snedvridningar och förluster av information. Dessutom utvecklades de flesta av de befintliga teoretiska tillvägagångssätten för att beskriva dynamiken hos media i fast tillstånd huvudsakligen för att studera kristaller, och dessa tillvägagångssätt är till liten nytta för att beskriva oordnade medier där det inte finns någon symmetri och ordning i arrangemanget av molekyler. Därför, för att uppnå betydande framsteg i vår förståelse av de grundläggande dynamiska fenomenen i oordnade organiska medier, var det nödvändigt att utveckla fundamentalt nya metoder för experimentell studie av dynamiska fenomen i dessa medier, vilket skulle avsevärt öka mängden information som erhålls och eliminera dess snedvridningar. Det var också nödvändigt att utveckla nya angreppssätt i den teoretiska beskrivningen av dynamiken hos oordnade fasta medier.

Karaktären av dynamiska processer i oordnade medier beror avsevärt på temperaturen. Enligt tillgängliga experimentella data och föreslagna modeller vid T

I sådana fall är det inte längre möjligt att beskriva dynamiken i oordnade fasta tillståndssystem på språket för elementära energiexcitationer.

I början av detta arbete hade ett stort antal studier utförts på lågtemperaturdynamiken hos oordnade medier av både oorganisk och organisk natur. Huvuddelen av forskningen ägnades åt att studera parametrarna och karaktären hos tunneldrivning av tvånivåsystem vid T

De genomförda studierna har visat att parametrarna som beskriver dynamiska processer i organiska medier kan skilja sig markant från motsvarande parametrar för oorganiska medier. Med hänsyn till behovet av att utöka vår kunskap om dynamiken hos komplexa oordnade fasta system och vikten av att studera egenskaperna hos organiska ämnen, beslutades det att ägna detta arbete åt att studera dynamiken hos organiska oordnade ämnen (glas, polymerer). Huvudinsatserna var inriktade på att studera karaktären och parametrarna för föga studerade lågfrekventa kvasilokala vibrationslägen i dessa ämnen. För att erhålla information om den interna dynamiken hos mediet som studeras användes metoden för spektroskopi av föroreningscentra. I det här fallet var dessa kromoformolekyler som absorberar ljus i ett utvalt spektralområde och introducerades i det studerade mediet, som är transparent i detta intervall, som spektralsonder. Effektiviteten av denna metod, som är välkänt, förklaras av det faktum att de optiska spektra av föroreningsmolekyler är extremt känsliga för parametrarna i deras miljö och innehåller information om mediets lokala dynamik.

För att studera den ultrasnabba dynamiken som är inneboende i kvasi-lokala vibrationslägen och snabba övergångar i tvånivåsystem, var det först och främst nödvändigt att eliminera tidsgenomsnitt vid mätning av de optiska spektra av föroreningsmolekyler och att avsevärt utöka temperaturområdet för mätningar. Dessutom var det nödvändigt att eliminera medelvärdesbildning över en ensemble av föroreningsmolekyler. Därför valdes fotonekometoden och enkelmolekylspektroskopimetoden som arbetsmetoder. Dessa metoder har dock använts lite för att studera dynamiken hos oordnade organiska medier och kräver betydande förbättringar.

Ovanstående förklarar valet av huvudmålen för avhandlingen, som kan formuleras enligt följande:

1. Utveckling och förbättring av metoder för experimentell studie av dynamiska processer i oordnade fasta medier, vilket tillåter: a) att utesluta ensemble- och tidsgenomsnitt av de erhållna data som är inneboende i traditionella metoder, b) att avsevärt utöka forskningens temperaturområde.

2. Genomföra systematiska experimentella studier av dynamiska fenomen i speciellt utvalda orenheter störda organiska fasta tillståndssystem i ett brett område av låga temperaturer (T

För att göra detta var det nödvändigt att utveckla följande experimentella metoder och teoretiska modeller:

Att utveckla en fotoneko-metod för att mäta optiska avfasningstider i orenheter i organiska oordnade system, för att eliminera tidsgenomsnitt under mätningar och avsevärt öka tidsupplösningen för metoden, för att avsevärt utöka temperaturområdet för mätningar.

Att utveckla en enkelmolekylär spektroskopimetod för att studera dynamiken hos oordnade organiska medier i fast tillstånd så att det blir möjligt att få allmän information om egenskaperna hos de processer som studeras, som finns i de individuella spektra av föroreningskromoformolekyler.

För att förbättra den befintliga modellen för optisk avfasning i föroreningsglas för att utöka tillämpningsområdet.

Vetenskaplig nyhet. Alla resultat som erhållits i arbetet är nya, och de utvecklade metoderna och tillvägagångssätten är originella.

Huvudresultat Arbetet presenteras i avslutningen.

Författarens bidrag. Huvudforskningen utfördes vid Institutet för spektroskopi vid den ryska vetenskapsakademin med metoder utvecklade av författaren, på en experimentell uppsättning skapad under hans ledning och med hans direkta deltagande.

En del av experimenten, som inkluderar experiment på dubbelpulsfotoneko vid temperaturer under 4 K och experiment med enkelmolekylspektroskopi, utfördes vid University of Bayreuth (Tyskland) på initiativ av författaren och med deltagande av tyska kollegor. I det här fallet utfördes inställningen av uppgifter personligen av författaren, och analysen av de erhållna resultaten utfördes av honom eller under hans ledning.

Formuleringen av alla problem, med undantag för den jämförande studien av två föroreningssystem: terrylen i polyeten och tetra-tert-butylterrylen i polyisobutylen, med hjälp av metoderna för fotoneko och enkelmolekylspektroskopi, föreslagna av R.I. Personov, utfördes av författaren.

Alla experiment, tolkning, bearbetning och teoretisk analys av resultaten utfördes antingen av författaren självständigt eller under hans ledning och med aktivt deltagande.

I olika skeden av arbetet deltog anställda vid Laboratory of Electronic Spectra of Molecules vid Institutet för spektroskopi vid den ryska vetenskapsakademin, professor R.I., i forskningen. Personov, juniorforskare N.V. Gruzdev, Ph.D.

M.A. Kolchenko, Ph.D. A.V. Naumov, student vid institutionen för kvantoptik, MIPT A.V. Deev, professorerna D. Haarer och L. Kador och doktoranderna S. J. Zilker och M. Bauer från University of Bayreuth (Tyskland), samt Dr. Eli Barkai (E. Barkai) från Massachusetts Institute of Technology (USA). Författaren uttrycker uppriktig tacksamhet till dem alla.

Praktisk betydelse arbete.

En teknik har utvecklats och en experimentell uppställning har byggts för att diagnostisera ultrasnabba processer av spektrallinjebreddning i föroreningar i fasta tillståndssystem i ett brett temperaturområde med hjälp av metoden med inkoherent fotoneko. Tekniken är baserad på användningen av en bredbandslaser som en brusljuskälla och kräver inte användning av komplexa och dyra femtosekundlasrar. Den utvecklade tekniken gör det möjligt att mäta optiska avfasningstider med nära den maximala tidsupplösningen (upp till 25-30 fs) i ett brett spektrum av organiska föroreningsämnen och få information om processerna för spektral diffusion i nanosekunders tidsintervall.

En teknik har föreslagits för att identifiera den komplexa multiplettstrukturen för spektra av enstaka molekyler i amorfa media och bestämma deras tillhörighet till olika molekyler genom att detektera och analysera tidshistoriken för sådana spektra. Den utvecklade tekniken utökar avsevärt kapaciteten hos enmolekylspektroskopi när man studerar spektraldynamiken hos amorfa föroreningssystem vid låga temperaturer.

En teknik föreslås för den kvantitativa beskrivningen av den komplexa formen av spektra av enskilda molekyler i föroreningsmolekylära system och deras statistiska analys baserad på begreppet moment och kumulanter. Tekniken gör det möjligt att erhålla information om de generella dynamiska egenskaperna hos det studerade systemet, som finns i den individuella strukturen av sådana spektra, och samtidigt, under deras analys, behålla information om parametrarna i den omedelbara miljön. av föroreningsmolekyler.

Grundläggande vetenskapliga principer lämnat in till försvar:

En ny vetenskaplig riktning är spektroskopi av dynamiska processer i oordnade molekylära fasta system med eliminering av tidsgenomsnitt och medelvärdesberäkning över en ensemble av föroreningsmolekyler.

Metodik för att studera processerna för optisk avfasning och spektral diffusion i organiska föroreningsglas och polymerer i ett brett område av låga temperaturer.

Ett nytt tillvägagångssätt för att studera dynamiken hos oordnade molekylära fasta tillståndssystem, baserat på registrering av spektra för ett stort antal enkla kromoformolekyler och deras efterföljande analys.

Separation av bidragen från två olika mekanismer till bildandet av spektra av kromoformolekyler i amorfa medier vid låga temperaturer: bidraget från tunnling av tvånivåsystem och bidraget från lågfrekventa kvasi-lokala vibrationslägen i en oordnad matris.

Ny mikroskopisk information om den spektrala dynamiken hos de studerade amorfa föroreningssystemen, oförvrängd av ensemblemedelvärde och återspeglar de allmänna egenskaperna hos systemen som studeras.

Erhålla ny information om fördelningarna av frekvensförskjutningar, generaliserad bredd, asymmetri och "spikeiness" av spektra av enstaka föroreningsmolekyler i en amorf föroreningspolymermatris vid låga temperaturer genom att analysera spektra med hjälp av fördelningarnas moment.

Detektion av nanosekund spektral diffusion i en amorf glasmatris och bestämning av dess temperaturberoende.

Experimentell bekräftelse av tillämpbarheten av mjukpotentialmodellen för att beskriva processerna för breddning av en homogen noll-fononlinje Detektion och studie av deuterationseffekter i C2H5-gruppen av fryst etanol.

Experimentell bedömning av minimiavståndet mellan tvånivåsystem och kromoformolekyler i amorfa föroreningspolymerer från data om fotoneko och spektroskopi av enstaka molekyler vid låga temperaturer.

Uppskattning av det effektiva bidraget av lågfrekventa kvasilokala vibrationslägen till den totala linjebredden i spektra av enkla kromoformolekyler i en amorf polymer vid flera låga temperaturer.

Detektering av dispersion av optiska avfasningstider i ett antal oordnade föroreningssystem vid låga temperaturer.

Experimentell bekräftelse av tillämpligheten av Levy-statistik för att beskriva fördelningarna av de första och andra kumulanterna av lågtemperaturspektra av enstaka föroreningsmolekyler i en amorf polymermatris.

Godkännande av arbete. Huvudresultaten av arbetet presenterades systematiskt vid allryska och internationella konferenser:

Andra internationella konferensen: "Laser M2P" (Grenoble, Frankrike, 1991); XIV internationella konferens om koherent och icke-linjär optik (Leningrad, Ryssland, 1991); 2:a internationella symposiet "Persistent Spectral Hole Burning: Science and Applications" (Monterey, Kalifornien, USA, 1991); 3:e internationella symposiet "Spectral Hole Burning and Luminescence Line Narrowing: Science and Applications" (Ascona, Schweiz, 1992); 4:e internationella symposiet: "Spectral Hole Burning and Related Spectroscopies: Science and Applications" (Tokyo, Japan, 1994); Österrikiskt-israelisk-tyska symposium: "Dynamiska processer i kondenserade molekylära system" (Baden, Österrike, 1995); 54:e internationella symposiet:

1995); 5:e internationella symposiet: "Hålbränning och relaterade spektroskopier: vetenskap och tillämpningar" (Brainerd, Minnesota, USA, 1996); 8:e internationella konferensen: "Okonventionella fotoaktiva system" (Nara, Japan, 1997); 11:e internationella konferensen: "Dynamiska processer i upphetsade tillstånd av fasta ämnen" (Österrike, Mittelberg, 1997); 6:e internationella symposiet: "Hålbränning och relaterade spektroskopier: vetenskap och tillämpningar" (Khortin, Bordeaux, Frankrike, 1999); 7:e internationella symposiet: "Hålbränning och relaterade spektroskopier: vetenskap och tillämpningar" (Taipei, Taiwan, 2001); XXII Allryska kongressen om spektroskopi (Zvenigorod, Moskvaregionen, Ryssland, 2001); IX internationella konferens om kvantoptik (Minsk, Vitryssland, 2002); Internationell konferens: "Luminescens och optisk spektroskopi av kondenserad materia" (Budapest, Ungern, 2002); 8:e internationella symposiet: "Hålbränning och relaterade spektroskopier: vetenskap och tillämpningar" (Bozeman, Montana, USA, 2003); 14:e internationella konferensen: "Dynamiska processer i upphetsade tillstånd av fasta ämnen" (Christchurch, Nya Zeeland, 2003); X-te internationella konferensen om kvantoptik (Minsk, Vitryssland 2004); VIII Tysk-ryskt seminarium: "Punktdefekter i isolatorer och djupnivåcentra i halvledare" (St. Petersburg, Ryssland, 2003); XI:e internationella konferensen: "Phononspridning i kondenserad materia" (S:t Petersburg, Ryssland, 2004); Internationell konferens tillägnad minnet av R.I. Personova (Bayreuth, Tyskland, 2004).

För utvecklingen av enkelmolekylära spektroskopimetoden för att studera lågtemperaturdynamiken hos oordnade fasta medier, tilldelades författaren priset från Presidium för den ryska vetenskapsakademin uppkallad efter akademiker D.S. Rozhdestvensky för enastående prestationer inom optik och spektroskopi för 2003.

Publikationer. Avhandlingsmaterialet återspeglas i 36 artiklar i ledande peer-reviewed inhemska och internationella tidskrifter.

1. N.V. Gruzdev, E.G. Sil"kis, V.D. Titov, Yu.G. Vainer, "Foto-ekostudie av ultrasnabb avfasning i amorfa fasta ämnen vid vid temperatur region med inkoherent ljus” // J. de Phys. IV, Colloque.C7, tillägg till J. de Phys. III, vol. 1, sid. C7-439 - C7-442, 1991.

2. N.V. Gruzdev, E.G. Sil"kis, V.D. Titov och Yu.G. Vainer, "Ultrasnabb avfasning av resorufin i D-etanolglas från 1,7 till 40K studerade genom inkoherent fotoneko” // JOSA B, Vol.9, s.941-945, (1992).

3. N.V. Gruzdev och Yu.G. Vainer, "Nanosekund spektral diffusion och optisk avfasning i organiska glas över en bred temperatur intervall: inkoherent fotonekostudie av resorufin i D- och D6-etanol” // J. Lumin., Vol.56, s.181-196, (1993).

4. Yu.G. Weiner, N.V. Gruzdev, "Dynamik hos organiska amorfa medier vid låga temperaturer: Studier av resorufin i d- och d6-etanol vid 1,7-35 K med den inkoherenta fotonekometoden. I. Experiment. Huvudresultat” // Optik och spektroskopi, volym 76, nr 2, s. 252 - 258 (1994).

5. Yu.G. Weiner, N.V. Gruzdev, "Dynamik hos organiska amorfa medier vid låga temperaturer: Studier av resorufin i d- och d6-etanol vid 1,7-35 K med den inkoherenta fotonekometoden. II. Analys av resultaten” // Optik och spektroskopi, volym 76, nr 2, s. 259-269 (1994).

6. Yu.G. Weiner, R.I. Personov, "Photon echo in amorphous media under conditions of significant dispersion of uniform linewidths of purity centers" // Optics and Spectroscopy, Vol. 79, No. 5, pp. 824 - 832 (1995).

7. Yu.G. Vainer, T.V. Plakhotnik och R.I. Personov, "Defasning och diffusionslinjebredder i spektrumet av dopade amorfa fasta ämnen:

jämförelse av fotoneko och enkelmolekylspektroskopidata för terrylen i polyeten” // Chem. Phys., vol. 209, sid. 101-110, (1996).

8. Yu.G. Vainer, R.I. Personov, S. Zilker och D. Haarer, "Bidrag från de olika linjebreddningsmekanismerna i fotonekon och enstaka molekylspektra i amorfa fasta ämnen” // Mol. Kristus. Liq. Cryst., vol. 291, sid. 51-56, (1996).

9. S.J. Zilker, Yu. G. Vainer, D. Haarer, "Linjebreddningsmekanismer i spektrum av organiska amorfa fasta ämnen: fotonekostudie av terrylen i polyisobutylen vid subkelvintemperaturer” // Chem.

10. S.J. Zilker, D. Haarer, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, "Temperaturberoende linjebreddning av kromoforer i amorfa fasta ämnen:

skillnader mellan singelmolekylspektroskopi och fotonekoresultat” // J.

Lumin., v.76/77, sid. 157-160, (1998).

11. S.J. Zilker, D. Haarer, Yu.G. Vainer, A.V. Deev, V.A. Kol'chenko och R.I. Personov, "Snabb avfasning i glasögon inducerad av tunnling stater och lokala transportsätt” // Mol.

Kristus. Liq. Cryst., v.314, sid. 143-148, (1998).

12. S.J. Zilker, J. Friebel, D. Haarer, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, "Undersökning av lågtemi ekologiskt amorfa fasta ämnen genom fotoneko, hålbränning och enkelmolekylspektroskopi” // Chem. Phys. Lett., v.289, s. 553–558, (1998).

13. S.J. Zilker, L. Kador, J. Friebel, Yu.G. Vainer, M.A. Kol'chenko, R.I. Personov, "Jämförelse av fotoneko, hålbränning och singel"molekylspektroskopidata om lågtemperaturdynamik hos organiska amorfa fasta ämnen" // J. Chem.

Phys., v.109, nr 16, sid. 6780–6790, (1998).

14. Yu.G. Vainer, M.A. Kol"chenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, "Foton ekar i dopade organiska amortösa system över en bred(0,35–100K) temperaturområde” // J. Lumin., v.86, No.3&4, s.265–272 (2000).

15. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, S.J. Zilker, "Icke-exponentiell två-puls fotoneko-avklingning i amorfa fasta ämnen vid låga temperaturer" // J. Lumin., v.86, No.3&4, s.273–278 (2000).

16. Yu.G. Weiner, M.A. Kolchenko, R.I. Personov, "Modell of soft potentials and uniform width of spectral lines of purity centers in molecular amorphous media" // Journal of Experimental and Theoretical Physics, v. 119, nummer 4, s. 738-748, (2001).

17. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, S. Zilker, L. Kador, "Fördelningar av moment av enmolekylära spektrallinjer och dynamiken av amorfa fasta ämnen” // Phys. Varv. B, v.63, s.212302(1–4) (2001).

18. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, "Ögonblick av enmolekylspektra i lågtemperaturglas: Mätningar och modellberäkningar” // J. Chem. Phys., v.116, No.18, s.8132-8138 (2002).

19. Yu.G. Vainer, M.A. Kol"chenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, D.

Haarer, "Optisk avfasning i dopade organiska glas över ett brett (0,35-100K) temperaturområde: fast toluen dopad med Zn-oktaetylporfin" // J. Chem. Phys., 20. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, "Minimalt avstånd mellan kromofor och tvånivåsystem i amorfa fasta ämnen: effekt på fotoneko och data för spektroskopi av en enda molekyl" // J. Lumin., v.98, No.1&4, pp.63–74 (2002).

21. M.A. Kol"chenko, Yu.G. Vainer, R.I. Personov, "Optisk avfasning i polymerer och den mjuka potentialmodellen: Analys av fotoneko i dopad PMMA” // J. Lumin., v.98, No.1&4, s.375–382 (2002).

22. Yu.G. Weiner, M.A. Kolchenko, A.V. Naumov, R.I. Personov, S.J. Zilker, "Optical dephasing in solid toluene activated by zinc octaethylporphine" // Solid State Physics, volym 45, nr. 2, ss. 215-221, (2003).

23. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, "Modifierad modell av fotonekon i lågtemperaturglas: Effekt av minimalt avstånd mellan tvånivåer system och kromofor“// J. Phys. Chem. B, v.107, sid. 2054-2060, (2003).

24. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, "Dynamik för amorfa polymerer vid låga temperaturer och tidsutveckling av spektra av enstaka föroreningsmolekyler. I. Experiment” // Optik och spektroskopi, volym 94, nr 6, s. 926-935.

25. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, "Dynamik för amorfa polymerer vid låga temperaturer och tidsutveckling av spektra av enstaka föroreningsmolekyler. II. Modellberäkningar och analys av resultat” // Optics and Spectroscopy, Vol. 94, No. 6, pp. 936-948.

26. M. Bauer, L. Kador, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, "Termisk aktivering av tvånivåsystem i ett polymerglas som studerats med enkelmolekylspektroskopi“ // J. Chem. Phys., v. 119, nr 7, sid. 3836- (2003).

27. E. Barkai, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, "Lvy statistics for random single-molecule line shapes in a glass" // Phys. Varv.

Lett., v. 91, nr 7, sid. 075502 (1-4) (2003).

28. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, "Dynamiken hos en dopad polymer vid temperaturer där tvånivåsystemmodellen av glasögon misslyckas: Studie med enkelmolekylspektroskopi” // J. Chem.

Phys. Vol. 119, nr 12, sid. 6296-6301 (2003).

29. E.J. Barkai, Yu.G. Vainer, L. Kador, R.J. Silbey, L "evy distribution av enstaka molekyllinjeformade kumulanter i glas // Abstracts of papers of the american 30. E. Barkai, A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, "Experimentella bevis för Levy-statistik i enkelmolekylspektroskopi i ett lågtemperaturglas: manifestation av långväga interaktioner" // J. Lumin., vol. 107, nr 1-4, sid. 21-31 (2004).

31. Yu.G. Vainer, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, "Dynamik för amorfa polymerer i temperaturområdet 2 - 7 K där standarden modell av lågtemperaturglasögon börjar misslyckas: studier med enkelmolekylspektroskopi och jämförelse med fotonekodata” // J. Lumin., vol.

107, nr 1-4, sid. 287-297 (2004).

32. Yu.G. Weiner, "Enkelmolekylspektroskopi och dynamik hos oordnade fasta ämnen” // Advances in Physical Sciences, volym 174, nr 6, s. 679-683 (2004).

33. Yu.G. Vainer, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, "kvasilokaliserade lågfrekventa vibrationslägen för oordnade fasta ämnen. I. Studera av fotoneko” // Fysisk. Statistik. Sol. B, v.241, nr 15, s. 3480-3486 (2004).

34. A.V. Naumov, Yu.G. Vainer, M. Bauer, L. Kador, "kvasilokaliserade lågfrekventa vibrationslägen för oordnade fasta ämnen. II.

Studie genom enkelmolekylspektroskopi” // Phys. Statistik. Sol. B, v.241, nr 15, s. 3487-3492 (2004).

35. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, M. Bauer, L. Kador, E. Barkai, "Statistisk analys av spektra av enkla föroreningsmolekyler och dynamiken hos oordnade fasta ämnen. I. Distributions of widths, moments and cumulants” // Optics and Spectroscopy, Vol. 98, No. 5, pp. 806-813 (2005).

36. Yu.G. Weiner, A.V. Naumov, "Statistisk analys av spektra av enkla föroreningsmolekyler och dynamiken hos oordnade fasta ämnen. II. Manifestation av interaktion mellan tvånivåsystem med föroreningsmolekyler beroende på avståndet mellan dem” // Optics and Spectroscopy, Vol. 98, No. 5, pp. 814-819 (2005).

LÅG TEMPERATUR DYNAMIK

OORDNADE FASTämnen OCH METODER FÖR DESS

STUDIER

Fasta ämnen med en oordnad mikrostruktur - kristaller med ett stort antal lokala defekter och föroreningar, amorfa medier (inklusive glas)*, naturliga polymerer, biologiska medier etc. är utbredda i naturen och har använts sedan urminnes tider. För närvarande används många konstgjorda material med en oordnad mikrostruktur också i stor utsträckning inom teknik och vardagsliv - olika plaster och glas, glaskristallina material (keramik, glaskeramik, glasyr), amorfa metaller och legeringar, amorfa halvledare och många andra. Nyligen har en bred klass av solida föremål med en helt ny typ av oordnad inre struktur dykt upp. Det är så kallade nanoobjekt (nanosfärer, nanorör, nanotrådar, olika kluster etc.), som tillverkas med hjälp av ny teknik. Dimensionerna på sådana föremål sträcker sig från några till hundratals nanometer. Nanoobjekt har ett antal ovanliga egenskaper, vilket gör det möjligt att skapa fundamentalt nya material och enheter baserat på dem. Nanoobjekt med en oordnad inre struktur inkluderar en bred klass av biologiska strukturer av mikroskopisk storlek, till exempel olika molekylära föremål som fungerar inuti celler (de så kallade biofabrikerna eller biomaskinerna) och många andra. Under normala förhållanden är de flesta biologiska medier inte fasta ämnen. Vid låga temperaturer, vid vilka sådana medier och föremål ofta är bekvämare att studera, är de som regel fasta tillståndsmedier.

Observera att glas eller glasartat ämne i fysiken är ett metastabilt tillstånd av ett amorft ämne som erhålls genom snabb frysning av en vätska till temperaturer där viskositeten ökar kraftigt (upp till 1013 eller mer poises), vilket leder till bevarandet av oordning i arrangemanget av atomer eller molekyler. I detta arbete kommer glasögon för korthetens skull ofta att kallas alla oordnade material i fast tillstånd, vilket är brukligt i den specialiserade litteraturen.

På grund av egenskaperna hos ämnen med en oordnad struktur är det omöjligt att uppnå betydande framsteg i utvecklingen av nya enheter och material baserade på dem, såväl som i utvecklingen av biologi och medicin. Det växande intresset för studiet av ämnen med en mer komplex inre struktur än i fallet med kristaller förklaras inte bara av de ökande behoven av praktik, utan också av utvecklingen av den fysiska vetenskapen själv och en betydande ökning av dess metodologiska kapacitet.

En av de grundläggande inriktningarna i fysiken för oordnade fasta medier är studiet av dynamiska processer i sådana medier.

Dessa studier ger information om de olika egenskaperna hos fasta ämnen relaterade till deras inre dynamik. Dessa är en mängd olika processer för absorption, omvandling och överföring av energi i fasta ämnen. Sådana välkända processer som provuppvärmning och värmeöverföring, fortplantning och absorption av ljud, interaktion av ett fast tillståndsmedium med extern strålning och själva strålningsprocesserna som uppstår i fasta tillståndsmedier, såväl som många andra fenomen, är i första hand på grund av mediets inre dynamik. Det är svårt att nämna någon egenskap hos ett ämne som inte i någon grad skulle vara relaterad till dess inre dynamik. Även egenskaper som hårdhet, styrka eller elasticitet, som kan verka rent statiska, kan inte förklaras utan att involvera processer förknippade med materiens inre dynamik.

Systematiska studier av dynamiken hos oordnade fasta medier började relativt nyligen, i början av 70-talet av 1900-talet. De första studierna utfördes oftast vid låga temperaturer (under några grader Kelvin), och först mycket nyligen började studier av dessa miljöer utföras vid högre temperaturer, i synnerhet inom området för så kallade mellantemperaturer , som inkluderar temperaturer från några få och upp till flera tiotals grader Kelvin.

Redan de första experimentella studierna av de dynamiska egenskaperna hos oordnade fasta ämnen vid låga temperaturer visade att dessa egenskaper skiljer sig kraftigt från motsvarande egenskaper hos kristaller. Till exempel upptäcktes det att oordnade ämnen uppvisar ett linjärt beroende av specifik värmekapacitet och ett kvadratiskt beroende av värmeledningsförmåga på temperatur, i motsats till det kubiska beroendet för båda egenskaperna i kristaller (se till exempel). Senare, i studier utförda vid mycket låga temperaturer, upptäcktes anomalier i absorptionen av ultraljud och elektromagnetisk strålning, icke-linjära effekter såsom mättnad av absorption och många andra ovanliga fenomen i beteendet hos oordnade ämnen (se t.ex.. Det också visade sig att dessa anomala egenskaper är universella till sin natur och praktiskt taget oberoende av ämnets specifika sammansättning och struktur. Dessa observationer visade tydligt att de observerade anomala egenskaperna hos störda medier inte orsakas av den specifika strukturen hos ämnet som studeras, utan av själva faktumet av förekomsten av störningar i den interna strukturen av sådana medier. Studierna visade också att tillämpningen av standardmetoder och metoder, utvecklade av fysiken under många år i studiet av egenskaperna hos kristaller, till studiet av störda ämnen i de flesta fall visar sig vara ineffektiva eller omöjliga. Detta förklaras för det första av det faktum att traditionella metoder för experimentell diagnostik av egenskaperna hos fasta ämnen ger medelvärden över olika parametrar (mättid, uppmätt volym, ljusfrekvenser i spektralområdet studeras etc.) data. När man studerar kristaller av god kvalitet är denna omständighet vanligtvis inte av grundläggande betydelse, eftersom sådana ämnen har en hög grad av homogenitet. När det gäller oordnade medier leder nämnda medelvärde till en kraftig förvrängning av den inhämtade informationen. För det andra har försök att tillämpa befintliga teoretiska tillvägagångssätt för att beskriva det dynamiska beteendet hos atomer eller molekyler i en fast kropp i de fall där det inte finns någon ordning och symmetri i arrangemanget av dessa objekt, stött på enorma svårigheter av matematisk natur. Det blev tydligt att för att uppnå framsteg i studiet av de dynamiska egenskaperna hos oordnade medier är det nödvändigt att utveckla nya experimentella metoder för att studera fasta ämnen, fria från de inneboende bristerna i befintliga metoder, och att utveckla nya tillvägagångssätt för den teoretiska beskrivningen dynamiken i sådana medier. Arbete inom detta område har blivit ett av de nuvarande områdena inom experimentell fysik i slutet av 1900-talet och början av 2000-talet.

Trots det faktum att problemet med att kvantitativt beskriva dynamiska processer i oordnade medier, som har en mycket mer komplex inre struktur än kristaller, ur en rent matematisk synvinkel verkade praktiskt taget olösligt, genom forskarnas ansträngningar började verkliga framsteg uppnås. i denna riktning. De första som föreslog ett fundamentalt nytt tillvägagångssätt för att beskriva de dynamiska egenskaperna hos oordnade fasta ämnen vid låga temperaturer var P.W. Anderson och medförfattare och, oberoende av varandra, W.A. Philips, som 1971 lade fram den briljanta idén om möjligheten att beskriva dynamiken hos oordnade fasta ämnen med hjälp av konceptet med elementära lågenergiexcitationer som ofta används inom fysiken. Det föreslagna tillvägagångssättet är baserat på den grundläggande idén att det i de medier som diskuteras, förutom akustiska fononer, finns lokala elementära lågenergiexcitationer som är specifika för sådana medier - tunnling av tvånivåsystem (TLS). Med hjälp av detta antagande konstruerade de en ganska enkel modell av dynamiken hos oordnade fasta medier vid mycket låga temperaturer, kallad standard TLS-modellen i litteraturen. I denna modell ersätts den komplexa potentiella ytan av ett oordnat medium med en uppsättning lokala dubbelbrunnspotentialer, och den slumpmässiga naturen hos denna yta reduceras till fördelningen av parametrarna för dessa potentialer. Två lågt liggande isolerade nivåer i en sådan potential är åtskilda av en barriär, som övervinns genom tunnling med fononemission eller absorption. Enligt den föreslagna modellen är övergångar (hopp) av grupper av atomer eller molekyler mellan lägre nivåer i dubbelbrunnspotentialer orsaken till uppkomsten av elementära lågenergiexcitationer vid låga fononer, utöver akustiska fononer, som bestämmer de dynamiska egenskaperna av beställda fasta medier vid låga temperaturer. I amorfa material vid temperaturer under 1-2 K överstiger densiteten av tillstånden för TLS avsevärt tätheten för tillstånden för akustiska fononer. Därför bestäms de dynamiska egenskaperna hos glasögon vid dessa temperaturer huvudsakligen av TLS. Således, enligt den föreslagna modellen, är närvaron av TLS huvudorsaken till den radikala skillnaden i lågtemperaturegenskaperna hos glasögon från egenskaperna hos kristaller.

Standard TLS-modellen visade sig vara mycket universell; den gör det möjligt att beskriva de flesta av de experimentellt observerade vid T

Amorfa material har ett antal universella specifika egenskaper som skiljer dem från kristallina ämnen även vid temperaturer högre än 1-2 K. Sådana egenskaper inkluderar till exempel: utöver akustiska fononer och TLS-bidrag till värmekapaciteten vid temperaturer från några till flera tiotals grader Kelvin, närvaron av en platå i temperaturberoendet av termisk konduktivitet i området 10 K, en linjär minskning av ljudets hastighet med ökande temperatur i området över flera grader Kelvin, närvaron av den så kallade bosoniska toppen i lågfrekvent Raman-spridning av ljus (se t.ex.) och ett antal andra effekter ( se även monografier och referenser där). Samtidigt visar sig standard TLS-modellen vara otillräcklig för att förklara och kvantitativt beskriva de nämnda anomala dynamiska egenskaperna. De listade fakta, såväl som resultaten av studier av oelastisk neutronspridning i amorfa material, indikerar att det i dessa material, förutom fononer och TLS, finns andra lågenergielementära excitationer. För att beskriva de specifika egenskaperna hos amorfa ämnen i ett bredare område av låga temperaturer än temperaturer under Kelvin-enheter föreslogs en modell av mjuka potentialer (Karpov et al.).

Denna modell använder också konceptet med elementära lågfrekventa excitationer, men den försöker utöka modellens omfattning.

Det finns ytterligare två typer av kvasilokala lågenergielementära excitationer. Dessa ytterligare excitationer, i analogi med TLS, tolkas som rörelser av grupper av atomer eller molekyler i lokala minima av den potentiella ytan. Dessa är kvasi-lokala lågfrekventa harmoniska moder (LFH), som antas motsvara vibrationsrörelsen hos grupper av atomer eller molekyler och realiseras i singelbrunnspotentialer, och relaxationssystem där, till skillnad från TLS, inte tunnling, men termiskt inducerade överbarriärövergångar förekommer mellan två potentiella hål. Densiteten för NSM är nära noll vid låga temperaturer och ökar kraftigt med dess tillväxt. Enligt mjukpotentialmodellen är det relaxationssystem och NFM som är ansvariga för de anomala egenskaperna hos amorfa material vid T > 2-3 K. Potentialerna där TLS, relaxationssystem och NFM realiseras är "mjuka", i känner att yttre påfrestningar lätt omvandlar dem till varandra. Mjukpotentialmodellen återger resultaten av standardmodellen för tunneldrivning av TLS vid låga temperaturer och beskriver samtidigt väl många fenomen i glasögon vid högre temperaturer (upp till tiotals grader eller mer).* Det kan betraktas som en generalisering av TLS-modellen.

Trots uppenbara framsteg i kvantitativ beskrivning dynamiska fenomen i oordnade medier, som uppstod efter tillkomsten av TLS-modellen och modellen för mjuk potential, förblir de flesta frågor av grundläggande karaktär i denna riktning öppna. Först och främst rör dessa frågor den mikroskopiska karaktären hos elementära excitationer i glasögon och mekanismerna för dynamiska processer som uppstår i sådana medier. Båda modellerna är rent fenomenologiska till sin natur och är inte kapabla att svara på frågor av det här slaget. Dessutom finns det en hel rad experimentella data om dynamiken hos glasögon vid låga och medelhöga temperaturer, som Notera: Temperaturintervallet från 1-2 K till tiotals grader Kelvin i litteraturen inom detta område brukar kallas mellanliggande.

25 kan inte beskrivas inom ramen för dessa modeller. Ett betydande problem är att de utvecklade modellerna inte tillåter att man tar hänsyn till specifika mikroskopiska parametrar i miljön ens på fenomenologisk nivå. De största svårigheterna uppstår vid beskrivning av de dynamiska egenskaperna hos oordnade medier i det mellanliggande temperaturområdet. Denna temperaturregion är den minst studerade och det finns mycket lite experimentell information om dynamiska processer vid dessa temperaturer. I synnerhet vet vi mycket mindre om processer som involverar NFM än om fenomen förknippade med deltagandet av TLS, även om NFMs roll manifesteras i ett mycket bredare temperaturområde.

De angivna problemen är av grundläggande karaktär och påverkar grunden för vår förståelse av lågtemperaturglasögonens dynamiska egenskaper.

Bristen på en bra teori hindrar avsevärt ytterligare framsteg inom detta område av vetenskap och, inte mindre viktigt, komplicerar avsevärt skapandet av nya material och enheter baserade på oordnade ämnen. Därför är forskning som syftar till att erhålla mikroskopisk information om dynamiska fenomen i komplexa oordnade fasta medier i området med låga och, särskilt mellantemperaturer, och utvecklingen av teori i denna riktning extremt viktiga och relevanta.

En av de första experimentella metoderna som gjorde det möjligt att eliminera medelvärde vid mätning av parametrarna för amorfa medier, som användes för sådana studier, var metoden för lågfrekvent ljusspridning. Denna metod gör det möjligt att få information om frekvensfördelningen av lågenergiexcitationer i ett oordnat medium i fast tillstånd från det lågfrekventa spridningsspektrumet av monokromatiskt ljus i provet. De där. Denna metod eliminerar frekvensmedelvärde för lågfrekventa excitationer.

Experiment med användning av det visade närvaron i glas av ytterligare (jämfört med kristaller) lågfrekvent ljusspridning, kallad bosonisk topp, vilket tillskrevs förekomsten i sådana medier, även vid låga temperaturer, av lågenergiexcitationer förutom fononer . Senare upptäcktes samma effekt i lågenergispektra av oelastisk neutronspridning, som också visade närvaron av ytterligare spridning i oordnade medier jämfört med kristaller. Trots många studier är karaktären av den bosoniska toppen fortfarande en fråga om debatt. Svårigheter att tolka karaktären av bosontoppen förklaras till stor del av det faktum att metoder för oelastisk lågfrekvent spridning av neutroner och ljus producerar data som är högt medelvärde över ett antal andra parametrar (provvolym, mättid, etc.).

En av de effektiva metoderna för att få information om egenskaper och struktur hos fasta ämnen är optisk spektroskopi av ett föroreningscentrum.

Denna metod är baserad på detektering och analys av de optiska spektra av atomer, joner eller molekyler (kallade föroreningscentra) som absorberar ljus i det strålningsintervall som valts för forskning och som introduceras i en mycket låg koncentration i mediet som studeras (matris) transparent i detta område, som en spektral mikroskopisk sond. De optiska spektra av föroreningscentra (i det följande kommer vi endast att överväga fallet med föroreningsmolekyler) har sitt ursprung till elektronövergångar i det yttre elektronskalet hos molekyler och är därför extremt känsliga för parametrarna i den närliggande miljön. De innehåller viktig information om de dynamiska processerna i dessa molekylers mikroskopiska miljö.

Särskilt känsliga för parametrarna för den yttre miljön är de smala nollfononspektrallinjerna av kromoformolekyler, vars bredd vid låga temperaturer jämförs med strålningsbredden. Snabba konfigurationsförändringar i den omedelbara miljön för kromoforer och fononexcitationer i denna miljö visar sig i en enhetlig breddning (optisk avfasning) av spektrallinjerna hos föroreningsmolekyler; långsammare processer (till exempel långsamma övergångar av grupper av atomer eller molekyler i två- nivåsystem) orsakar små förändringar i frekvenserna för individuella spektrala övergångar - denna process kallas spektral diffusion.

grundläggande fördelar. Detta är den praktiska tröghetslösheten hos sådana sonder, vilket gör det möjligt att övervaka snabba (upp till femtosekunder) processer i mediet, förmågan att få information om mediets egenskaper på mikroskopisk nivå, en låg grad av snedvridande inverkan på mediet. föremål under studie etc. Trots de viktiga fördelarna har föroreningscentrumspektroskopi funnits i många år och används främst i studier av välordnade kristallina material. Användningen av klassiska metoder för spektroskopi av föroreningscentrum för att studera mer komplexa fasta strukturer och i synnerhet amorfa medier stötte på en grundläggande svårighet - lokala inhomogeniteter närvarande i oordnade substanser ledde till effekten av inhomogen breddning av spektrumet. Denna effekt uppstår eftersom molekyler som finns i olika lokala miljöer har olika resonansfrekvenser elektroniska övergångar, vilket leder till en kraftig suddighet av de observerade spektra i frekvensskalan. Detta visades först för fallet med en oorganisk matris i Szabos arbete, och i fallet med en organisk matris i arbetet av Personov et al. .

Inhomogen breddning observeras ofta i kristallina ämnen, vilket förklaras av närvaron av mikrodefekter och föroreningar i många verkliga prover. Påverkan av inhomogen breddning är särskilt stark vid låga temperaturer. Till exempel, vid temperaturer för flytande helium, kan storleken på den inhomogena breddningen i spektra av orenheter av organiska amorfa substanser överstiga den homogena bredden av nollfononlinjen med en faktor på 105 eller mer. Uppenbarligen, i närvaro av en sådan breddning, är det extremt svårt att extrahera användbar information om egenskaperna hos mediet som studeras baserat på de registrerade spektra. Situationen förändrades radikalt i slutet av 70-talet - början av 80-talet efter tillkomsten av nya metoder för selektiv laserspektroKromoforer i spektroskopi kallas vanligtvis grupper av atomer i en molekyl som ansvarar för absorptionen av strålning av denna molekyl i det optiska området av spektrumet. I detta arbete kommer vi för korthets skull, som är brukligt i den relevanta litteraturen, att kalla de absorberande molekylerna själva för kromoforer.

28skopi, såsom selektiv excitation av finstrukturerade luminescensspektra (Personov, 1972

) och utbränning ur stabila spektralhål (Personov, Kharlamov, 1974 och, oberoende, Gorokhovsky, Kaarli, Rebane, 1974). Den första metoden (i utländsk litteratur kallas det fluorescenslinjeavsmalning) är baserad på selektiv excitation, med användning av monokromatisk laserstrålning, av fluorescensen hos en underenhet av föroreningsmolekyler som har absorptionsfrekvenser mycket nära frekvensen för den exciterande lasern. Som ett resultat av sådan selektiv excitation observeras finstrukturerade fluorescensspektra, orsakade av glöden från den exciterade underensemblen av kromoformolekyler. Således gör metoden för selektiv excitation av finstrukturerade luminescensspektra det möjligt att eliminera medelvärdesbildning över de naturliga frekvenserna för en ensemble av kromoformolekyler. Naturligtvis bär finstrukturspektra av luminescerande molekyler som erhålls på detta sätt en betydligt större mängd information om den spektrala dynamiken i matrisen som studeras än de lågstrukturspektra som uppstår vid användning traditionella metoder excitation av spektra med bredbandsljuskällor. Emellertid har metoden för excitering av finstrukturerade luminescensspektra en allvarlig nackdel: när den implementeras experimentellt sammanfaller fluorescensemissionen från nollfononlinjen praktiskt taget i frekvens med frekvensen för den exciterande strålningen. I detta fall blir separeringen av svaga fluorescenssignaler från en nollfononlinje mot bakgrund av intensiv strålning av exciterande strålning med en oförskjuten frekvens ett mycket svårt experimentellt problem. Av denna anledning sista metoden har inte funnit någon bred tillämpning för att studera dynamiken hos glasögon med hjälp av rent elektroniska nollfononlinjer i spektra av ett föroreningscentrum. Den andra metoden, som kallas metoden för att bränna stabila spektralhål (i utländsk litteratur kallas det hålbränning), är baserad på den selektiva fotokemiska eller fotofysiska omvandlingen av föroreningskromoformolekyler under påverkan av monokromatisk laserstrålning. Som ett resultat av denna effekt, i bredbandsabsorptions- eller fluorescensspektrumet för provet som studeras, kvarstår ett (stabilt) spektralfall under ganska lång tid, vars bredd är jämförbar med bredden på en homogen linje. Effekterna av spektral diffusion leder till en ökning av bredden på det spektrala hålet, vilket ökar med tiden mellan dess bränning och observation. Denna egenskap hos dips används för att studera dynamiken i amorfa system för orenheter. Möjligheten att få information om processerna för spektral diffusion i det studerade systemet, oförvrängd av effekten av inhomogen breddning, har gjort hålförbränningsmetoden till en av de mest använda för att studera glasögonens spektrala dynamik.

Metoden för att bränna stabila spektrala hål har en grundläggande nackdel: dess tillämpning producerar data i genomsnitt över en viss tidsperiod. Minimitiden för detta intervall bestäms av systemparametrarna och det erforderliga värdet på det uppnådda signal-brusförhållandet. I de allra flesta experiment är dessa tider i storleksordningen en bråkdel av en sekund eller mer. I vissa mätningar var det möjligt att uppnå millisekundstider. Sådan medelvärdesbildning leder uppenbarligen till betydande förluster av tidsinformation om de processer som studeras, till exempel om processerna för snabb spektral diffusion. I fallet med excitation av finstrukturerade luminescensspektra kan medelvärdestiden reduceras, men inte desto mindre är behovet av att uppnå ett tillfredsställande signal-brusförhållande å ena sidan och omöjligheten att öka intensiteten hos spännande ljus för att minska mättiden, å andra sidan, leder till det faktum att när man använder denna metod kan tidsgenomsnittet i processen att erhålla experimentella data inte elimineras.

I slutet av sjuttiotalet och början av åttiotalet av 1900-talet började man erhålla spektral information om dynamiska processer i glasögon i nivå med noll-fononlinjebredder med hjälp av metoden optiskt fotoneko (PE) (se även), baserad på en något annan princip. I denna metod erhålls information om processerna för optisk avfasning i föroreningssystemet som studeras, inte genom att mäta de spektrala egenskaperna hos -30-strålningen från föroreningscentra, utan genom att mäta tidsparametrarna för processen för sönderfall av ömsesidig koherens skapad i en ensemble av exciterade föroreningscentra av en kort laserpuls. Denna tid bestäms genom att mäta beroendet av intensiteten hos fotonekosignaler (PE) på fördröjningen mellan de "exciterande" och "sonderande" laserpulserna, kallad avklingningskurvan. Hastigheten med vilken avklingningskurvan minskar kännetecknas av den optiska avfasningstiden, T2. Den specificerade tiden och den enhetliga spektrala linjebredden är relaterade. Den senare omständigheten är grunden för att använda PE-metoden för att få information om processerna för spektral dynamik i föroreningssystem (grundidén för PE-metoden och dess varianter kommer att beskrivas mer i detalj nedan).

Den största fördelen med PE-metoden är förmågan att få information om den enhetliga bredden på spektrallinjerna i föroreningscentrumet och processen för spektral diffusion, oförvrängd av effekten av inhomogen breddning. Vid användning av dubbelpuls PE (en typ av PE-metod där två pulser av laserstrålning appliceras sekventiellt på provet), erhålls information med en maximal tidsupplösning, som bestäms av värdet på den enhetliga linjebredden. Vid användning av en annan typ av PE-metod - tre-puls PE, när tre korta laserpulser sänds successivt till provet, erhålls data om de spektrala diffusionsprocesser som inträffar i det studerade systemet under tiden mellan den andra och den tredje laserpulser. Denna information finns i beroendet av avklingningstiden för avklingningskurvan på fördröjningen mellan de indikerade pulserna. PV-metoden med tre pulser kan betraktas som en tillfällig analog till hålförbränningsmetoden. Den största fördelen med denna version av PE-metoden är förmågan att mäta bidragen från spektral diffusion på mycket korta tider (upp till nanosekunder eller mindre). På grund av närvaron av dessa fördelar är PE-metoden en mycket lovande metod för att studera processerna för lågtemperaturdynamik hos glasögon. Men antalet verk som använde det var mycket begränsat. Detta förklarades av ett antal svårigheter som uppstod under försöken att implementera det för dessa ändamål. I synnerhet uppstod svårigheter på grund av oönskade olinjära och fotokemiska effekter inducerade i provet som studeras av ultrakorta (pico- och femtosekund) laserpulser. Användningen av denna metod begränsades också av komplexiteten och de höga kostnaderna för pico- och femtosekundlasrar.

Under de senaste åren har ett stort antal arbeten utförts för att studera dynamiken i glasögon med hjälp av hålbränningsmetoden och ett betydligt mindre antal arbeten med PE-metoden. En del av dem kommer att beaktas i en eller annan grad i avhandlingens motsvarande kapitel, för vilka de resultat som erhålls i dessa arbeten är av väsentlig betydelse. Huvuddelen av forskningen utfördes vid relativt låga temperaturer (T

Trots många studier förblir de flesta grundläggande frågorna i vår förståelse av dynamiken i oordnade medier fortfarande öppna. Den mikroskopiska karaktären hos TLS är fortfarande okänd. Mekanismerna för interaktion mellan de diskuterade lågenergiexcitationerna med föroreningscentrumet är fortfarande okända. Särskilt lite är känt om de elementära excitationer som är ansvariga för dynamiska fenomen i glas i det mellanliggande temperaturområdet, i synnerhet om lågfrekventa kristaller. Nivån av förståelse för dynamiska fenomen inom detta område är betydligt lägre än nivån som uppnås när man förklarar dynamiken hos glasögon vid lägre temperaturer.

En av huvudorsakerna till den låga nivån av uppnådd kunskap om karaktären av dynamiska fenomen i glasögon vid låga och mellanliggande temperaturer är närvaron av en grundläggande nackdel i de övervägda metoderna för selektiv spektroskopi, nämligen att dessa metoder ger data i genomsnitt över en enorm monokromatisk subensemble av föroreningscentra, vilket leder i fallet med oordnade ämnen till förlust av en betydande del av informationen som finns i individuella spektra.

I senaste åren För studiet av glasögon började man använda en relativt nyligen utvecklad ny metod för att studera fasta tillståndsmedia, enkelmolekylspektroskopi. Denna metod gör det möjligt att detektera individuella spektra av enstaka föroreningsmolekyler inbäddade i en molekylär matris i fast tillstånd. Den nya metoden återspeglar information om miljön på nivån för en enskild föroreningsmolekyl och dess mikroskopiska miljö och är således helt fri från effekterna av medelvärdesbildning över en stor ensemble av kromoformolekyler. Strax efter dess uppkomst användes enkelmolekylspektroskopi i ett antal verk för att studera dynamiken i molekylära system för oordnade föroreningar vid låga temperaturer (se till exempel monografin och recensioner och referenser däri).

Men på grund av ett antal allvarliga svårigheter användes metoden inte i stor utsträckning för dessa studier. I synnerhet uppstod betydande svårigheter vid användning av enkelmolekylspektroskopimetoden för dessa ändamål vid tolkning av de detekterade spektra. För att bättre förstå detta, låt oss uppehålla oss i detalj vid de grundläggande koncepten för lågtemperaturdynamiken hos oordnade fasta ämnen vid låga temperaturer och dess manifestationer i spektra av orenhetskromoformolekyler.

Enligt de för närvarande etablerade idéerna leder interaktionen av en föroreningskromoformolekyl med lågfrekventa partiklar och akustiska fononer av en oordnad matris till en breddning av dess spektrallinje, och interaktionen av kromoforen med övergångar i TLS leder till förskjutningar i frekvensen för dess spektrallinje. Om frekvensförskjutningarna av spektrallinjen som induceras av sådana övergångar är mindre än dess bredd, visar de sig totalt i experimentet som breddande, men om storleken på dessa förskjutningar är större än bredden på spektrallinjen, leder de att hoppa i frekvensen för en sådan linje eller dess delning. Om TLS gör hopp med en frekvens som är större än frekvensförskjutningen som orsakas av dessa hopp, delas inte spektrallinjen för föroreningsmolekylen utan vidgas (i utländsk litteratur kallas denna effekt för rörelselinjeavsmalning). Stora frekvensförskjutningar kan bara produceras av TLS som är belägna nära ett givet centrum och, som experiment visar, finns det få av dem. Om effekten av spektrumdelning orsakas av endast en TLS, observerar vi en dubblett; om antalet sådana TLS är n, observeras ett spektrum, vanligtvis bestående av 2n komponenter. Eftersom de karakteristiska parametrarna för TLS (övergångsfrekvens, asymmetri av energinivåer) och deras placering i förhållande till föroreningskromoforer varierar slumpmässigt över ett mycket brett område, kan individuella spektrallinjer av kromoformolekyler i lågtemperaturglas bestå av ett annat antal toppar, vars parametrar och antal kan variera kaotiskt över tiden och på olika sätt.

Den komplexa och till stor del slumpmässiga karaktären hos spektra av enskilda föroreningsmolekyler leder till ett antal grundläggande frågor angående identifiering och analys av sådana spektra. Hur karakteriserar man sådana spektra på ett adekvat sätt? Uppenbarligen ger begreppet linjebredd i detta fall inte längre någon fullständig beskrivning av dem. Hur kan man utifrån ett spektrum som består av flera toppar avgöra att det är spektrumet för en molekyl och inte flera? Hur kan man utvinna allmän information om egenskaperna hos det studerade mediet från spektra som främst speglar parametrarna för den slumpmässiga närmiljön?

De listade frågorna var, tror vi, huvudorsaken till det lilla antalet arbeten som använder metoden med enmolekylspektra för att studera lågtemperaturdynamiken hos glasögon. Särskilt lite arbete med tillämpningen av enmolekylspektroskopi för att studera dynamiken hos glasögon har utförts i området för mellantemperaturer, där det huvudsakliga bidraget till den observerade dynamiken görs av lågfrekventa partiklar.

Således, i början av detta arbete, en av nuvarande problem i utvecklingen av vetenskapen om dynamiken hos fasta ämnen med en komplex inre struktur var utvecklingen av nya spektrala metoder för att diagnostisera dynamiska processer i sådana ämnen, vilket skulle göra det möjligt att använda det höga informationsinnehållet i spektroskopi av ett föroreningscentrum och , samtidigt eliminera de största nackdelarna med att använda befintliga experimentella metoder för dessa ändamål. Nya metoder och tekniker bör i synnerhet göra det möjligt att eliminera sådana grundläggande nackdelar med traditionellt använda metoder som tidsgenomsnitt och medelvärdesberäkning över en ensemble av föroreningskromoformolekyler. Utvecklingen av nya metoder för att studera dynamiska fenomen i den minst studerade regionen - området med mellantemperaturer - var ytterst relevant.

TEORETISK RAM FÖR BESKRIVNING AV PROCESSER

OPTISK AVFASNING VID STÖRD

ORENHETSSYSTEM I FAST TILLSTÅND SOM LÅG

TEMPERATURER

Det här kapitlet presenterar de viktigaste bestämmelserna i den teoretiska metoden som används i detta arbete för att analysera de experimentella data som erhållits. Given kort beskrivning standard TLS-modell, slumpmässig hoppmodell och mjukpotentialmodell. De teoretiska modeller som utvecklats i arbetet beskrivs och är avsedda att beskriva processerna för optisk avfasning i oordnade föroreningar i fast tillståndssystem vid låga och mellanliggande temperaturer. Dessa är en modifierad modell av FE i lågtemperaturglas och en modell av FE i föroreningsglas, baserad på modellen med mjuk potential. Den första modellen utvecklades för att utöka kapaciteten hos teorin om FE i lågtemperaturglas av E. Geva och J.L. Skinner för att beskriva breddningsprocesser i föroreningsglas som involverar TLS. Det kan betraktas som en generalisering av denna teori. Den andra modellen utvecklades för att beskriva breddningsprocesser som involverar inte bara TLS utan också kvasi-lokala lågfrekventa vibrationslägen (LFVs) av den amorfa matrisen. Detta var nödvändigt för att öka temperaturvariation, där teorin kan tillämpas. Alla teoretiska modeller som används i detta arbete är baserade på ett stokastiskt tillvägagångssätt för att beskriva processerna för linjebreddning av föroreningskromoformolekyler i en oordnad matris och modellen för okorrelerade slumpmässiga hopp (sudden jump model).

Utöver det stokastiska tillvägagångssättet utvecklar ett antal verk (se t.ex. Osadkos och Silbeys (R.J. Silbeys) verk) ett dynamiskt förhållningssätt. Teorier om linjebreddning av ett föroreningscentrum i glas baserade på det dynamiska tillvägagångssättet är mer generella till sin natur. Men för att beskriva glasögonens dynamiska egenskaper vid låga temperaturer används oftare enklare uttryck som erhållits inom ramen för stokastiska teorier. I detta arbete användes båda tillvägagångssätten: dynamisk - när det gäller att överväga interaktionen av kromoforer med NPM och stokastisk - när man överväger processerna för interaktion med TLS. Det stokastiska tillvägagångssättet valdes av skäl för större enkelhet i beräkningar, samt där tillämpningen av dynamisk teori enligt vår uppfattning inte ledde till väsentligt nya resultat.

2.1. Standardmodell av tvånivåsystem Begreppet DUS, som ligger till grund för denna modell, föreslogs som rent fenomenologiskt. Det antas att denna typ av elementära lågenergiexcitationer motsvarar övergångar av atomer eller molekyler eller deras grupper mellan två lokaliserade lågt liggande isolerade nivåer på den potentiella ytan av ett ämne (övergångar till externa nivåer beaktas inte i modellen). Dessa nivåer är åtskilda av en potentiell barriär, som övervinns genom tunnling med fononemission eller absorption. Modellen antar att vid låga temperaturer (T

Ris. 2.1. Tvådimensionell modell av glas och bildandet av TLS bestående av en "atom" (a, b) och en grupp av "atomer" (c, d). Tagen från .

Hamilton-operatören för DUS i en lokaliserad representation kan skrivas som:

Här är A asymmetrin hos TLS och J är tunnelmatriselementet, vilket uttrycks genom parametrarna för dubbelbrunnspotentialen som beskriver TLS:

där är tunnelparametern, m är den effektiva massan av TLS, V är barriärhöjden, h0 är nollpunktsenergin, d är avståndet mellan brunnarna i konfigurationsutrymmet (se fig. 2.2).

Således kännetecknas varje DUS av ett par interna parametrar A och J eller A och. Det bör noteras att TLS i vissa fall kännetecknas av ett par andra parametrar: splittringsenergin E och den totala relaxationshastigheten för TLS, där, är lika med summan av övergångshastigheterna mellan nivåerna |g och |e i båda riktningarna). Parametrarna E och är relaterade till parametrarna A och J genom följande relationer:

Här är c ​​TLS-fononinteraktionskonstanten; k – Boltzmann konstant; t (l) och t (l) – tvärgående (längsgående) komponenter av deformationspotentialen respektive ljudhastigheten; m – volymetrisk densitet av TLS; h är Plancks konstant.

Ris. 2.2. Dubbelbrunnspotential som beskriver TLS. Prickade linjer - vågfunktioner jord |g och exciterade |e tillstånd.

Det bör noteras att uttrycket (2.4) endast är giltigt för en enkelfononmekanism för interaktion mellan TLS och "fononbadet" och under förutsättning att det inte finns någon interaktion mellan TLS. Bidragen från två-fonon samt a(d.v.s. överbarriärövergångar) vid låga temperaturer är betydligt lägre och betraktas inte inom ramen för standardmodellen av lågtemperaturglasögon.

2.1.3. Lagar för TLS-fördelning över interna parametrar När man beskriver lågtemperaturdynamiken hos glasögon spelar lagarna för TLS-fördelning över parametrar som accepteras i teorin en viktig roll. Ett av de grundläggande antagandena för standard DUS-modellen är uttalandet om eller för parametrarna A och J:

där P0 är normaliseringskoefficienten:

Här är Amax, Jmax, Jmin de begränsande parametrarna för modellen, som kännetecknar ändringsintervallen i parametrarna A och J. Dessa gränser är valda enligt modellen så att antalet DUS NDUS för beräkningar valdes på ett självklart sätt som N DUS = V 2FE, där V är volymen som studeras (sfäriskt skal med radier rmin och rmax). Antalet Nchrome-föroreningscentra valdes till 2000.

Det huvudsakliga allmänna kriteriet för att välja parametrarna Amax, Jmax, Jmin, rmax och Nchrome är oberoende (med en given noggrannhet) av resultaten av modellberäkningar från dessa värden.

2.3.3. Jämförelse med standard fotoneko-teori Fram till nyligen har den stokastiska teorin som utvecklats av E. Geva och J.L. Skinner använts i stor utsträckning för att beskriva resultaten av PV-experiment i lågtemperaturföroreningsglas.

I 3E (, t w) = (exp(/ T1) 3E (, t w)), där korrelationsfunktionen 3FE (, t w):

Här (t) är den naturliga frekvensen för föroreningscentrumet, beskrivet med uttryck (2.10) (t) = 0 +. Vinkelparenteser visar medelvärde över alla historier av DUS-hopp (så kallad stokastisk medelvärdesberäkning); enligt de interna parametrarna för DUS och medelvärdesberäkning över positionerna för DUS (konfigurationsmedelvärde).

I detta arbete utfördes medelvärdet i (2,33) analytiskt. Vid härledning av parametrarna A och J (2.6) för µ0 och =0; (2) fördelning av TLS (2.13) över orienteringsparametern och (3) rumslig fördelning av TLS (2.14) över avstånd r i fallet med rmin=0. Resultatet av detta arbete för fallet med 2FE med µ=0 kan skrivas som:

Här är I0(z) och I1(z) modifierade Bessel-funktioner av den första typen av ordningen respektive 1.

Med hjälp av ekvationerna (2.15) och (2.34) kan man beräkna 2PE-sönderfallskurvorna inom ramen för denna teori, som vi hädanefter kommer att kalla den standard stokastiska teorin för FE i lågtemperaturglas. Med hjälp av 2PE-avklingningskurvorna kan den optiska avfasningstiden T2 och motsvarande "likformiga" ZPL-bredd, även kallad den inversa optiska avfasningstiden, bestämmas.

För att verifiera riktigheten av den utvecklade modellen, beräknade vi flera 2PE-avklingningskurvor med både den nya modifierade teorin och standard FE-teorin. För enkelhetens skull betraktade vi fallet rmin = 0. Som jämförelse använde vi ekvationerna för standard FE-teorin som härleds av Geva och Skinner. Vid µ = 0 kan denna funktion skrivas i uttrycksformen (2.34), som användes för att beräkna 2FE-avklingningskurvorna. Vi beräknade produkten P0k med hjälp av ovanstående parametervärden och P0: P0k = 3,77106 K-1s-1.

I fig. Figur 2.4 (a, b) visar 2FE-avklingningskurvorna beräknade för två temperaturvärden T = 0,4 och 2,0 K, vid rmin = 0. Kurvorna som visas som heldragna linjer beräknas med den modell som utvecklats i detta arbete (formler (2.18) och (2.25)). De erhålls minus bidraget från T1. Öppna cirklar visar sönderfallskurvorna för 2FE (även minus tiden T1), beräknade på basis av standardteori med formeln (2.34).

Figuren visar fullständig överensstämmelse mellan de beräknade kurvorna olika sätt, som å ena sidan visar riktigheten av den utvecklade teorin, och å andra sidan bekräftar giltigheten av valet av värden för de begränsande modellparametrarna, Amax, Jmax, Jmin, rmax, Nchrome.

Liknande verk:

“ORESHKO ALEXEY PAVLOVICH ANISOTROPISKA OCH STÖRINGSEFFEKTER I RESONANT DIFFRACTION OF SYNCHROTRON RADIATION Specialitet 01.04.07 – kondenserad materiens fysik Avhandling för doktorsexamen i fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskaplig konsult: Matematiker i Ewinnichkov, professor i fysik, N. Mos. – INNEHÅLL Inledning Kapitel 1. Resonansspridning..."

“UDC 519.1 Puzynina Svetlana Aleksandrovna Perfekta färger av ett oändligt rektangulärt gitter 01.01.09 diskret matematik och matematisk kybernetik Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Handledare: Ph.D. S.V. Avgustinovich Novosibirsk 2008 INNEHÅLL sida Inledning................................................ ......»

“Dupliy Stepan Anatolyevich UDC 539.12 SEMI-GROUP METHODER IN SUPERSYMMETRIC THEORIES OF ELEMENT PARTICLES 01.04.02 – Teoretisk fysik Examensarbete för doktorsexamen i fysikaliska och matematiska vetenskaper Kharkov - 1999 2 INNEHÅLL INNEHÅLL 10TIME INTRODUC. 1.1. Inverterbara supermanifolds när det gäller stadsdelar 1.2. Irreversibla supergrenrör............... 1.2.1...”

“Filippov Dmitry Vitalievich PÅVERKAN AV JONISERING OCH EXCITATION AV ATOMER AV ELEKTROMAGNETISKT FÄLT PÅ FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR STABILITET FÖR KÄRNOR OCH RADIOAKTIVT FÖRSÖTNINGSPROCESSER specialitet 01.04.02 – Teoretisk avhandling i fysik och fysik doktorsexamen i fysik och matematik. 008 2 Innehåll INTRODUKTION Notation KAPITEL 1. ATOMHALTS ROLL I PROCESSER FÖR KÄRNEOMVANDLINGAR (ÖVERSYN...”

“UDC 538.941 KRASNIKHIN Dmitry Anatolevich A-liknande fas 3He i en anisotrop aerogel Specialitet 01.04.09 – Lågtemperaturfysik Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskapsrådgivare: Academician of the Russian Academy of Sciences and Doctor Academy of Sciences Matematik. Sciences V.V. Dmitriev Moskva 2012 Innehåll Inledning Kapitel 1. Egenskaper hos superfluid 3He...”

“UDC 511.3 Abrosimova Albina Andreevna FÖRDELNING AV PUNKT PÅ MULTI-DIMENSIONELL FÄRG TORI Specialitet 01. 01. 06 - matematisk logik, algebra och talteori AVHANDLING för graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper...”

“Gamzova Yulia Vasilievna Kombinatoriska egenskaper hos delord 01.01.09 Diskret matematik och matematisk kybernetik Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper vetenskapliga handledare kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, kandidat i fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent i fysikaliska vetenskap, docent i fysik, matte, docent. docent Sukhanov E. V. Ekaterinburg 2006 Innehåll Inledning 1. Begreppet...”

“Gribsky Maxim Petrovich UDC 537.86 FYSIK FÖR PROCESSER FÖR HÖG STRÖM OCH TERMISK LÄGEN FÖR MIKROKRETS UNDER PÅVERKANDE AV PULS MIKROVÅGSFÄLT 01.04.01 - Physics of devices, elements and systems Dissertation vetenskaplig examen Kandidat för fysiska och matematiska vetenskaper vetenskaplig rådgivare Vladimir Viktorovich Starostenko Doktor i fysik och matematik Sciences, docent vid institutionen för radiofysik och elektronik...”

“UDC 534,26; 517.958 Valyaev Valeriy Yurievich Experimentell och teoretisk studie av diffraktionen av akustiska vågor på koner av en speciell typ och hinder såsom en remsa Specialitet: 01.04.06 – akustik AVHANDLING för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska fysikaliska vetenskaper Dr. och matematik Sc., docent Shanin Andrey Vladimirovich MOSKVA – Innehåll Introduktion...........”

“UDC 519.2 Lukintsova Maria Nikolaevna KONVERGENS AV ÅTGÄRDER OCH RADONTRANSFORMATION I OÄNDLIGA-DIMENSIONELLA RYMMEN 01.01.01 verklig, komplex och funktionell analys AVHANDLING för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Moskva, sekvenser Uniform 3 Uniforms 3 Introduktion 2 101 4 sekvenser 3 Uniform. 1. Definition och hjälpdata 2...."

"Abramova Lyudmila Yurievna Funktioner av influensa hos olika fågelarter under experimentella förhållanden och effektiviteten av metoder för att identifiera patogenen 02/06/02 - veterinär mikrobiologi, virologi, epizootologi, mykologi med mykotoxikologi och immunologi Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat av Veterinärvetenskaper Vetenskaplig rådgivare: Doktor i biologiska vetenskaper, professor, pristagare..."

SHAPOVALOV IGOR PETROVICH UDC 537.61, 537.62, 537.63 BESTÄLLDA FASER OCH FASÖVERGÅNGAR I UNIAXIAL SU(3)-MAGNETS Specialitet: 01.04.02. – Teoretisk fysik Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskaplig handledare Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor Adamyan Vadim Movsesovich Odessa - 2013 INNEHÅLL Lista över villkorade...”

"Leonov Andrey Vladimirovich UTVECKLING AV TEKNIK FÖR AUTOMATISK BERÄTTELSE AV DYNAMISKA DOKUMENT OCH INTERAKTIV BERÄTTELSE Specialitet 05.13.11 – Matematisk och mjukvara datorer, komplex och datornätverk Avhandling för den akademiska graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskaplig rådgivare – doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor S. V...."

“Mikhail Sergeevich Ageev Metoder för automatisk rubrikering av texter baserade på maskininlärning och expertkunskap 05.13.11 - Matematik och mjukvara för datorer, komplex och datornätverk AVHANDLING för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskapliga rådgivare: doktor i fysik och Matematiska vetenskaper .n., akademiker Bakhvalov N.S., doktor i tekniska vetenskaper, prof. Makarov-Zemlyansky N.V. Moskva, 2004 INNEHÅLL 1...”

“Drozdenko Alexey Aleksandrovich UDC 621.385.6 Fysik för intensiva elektronstrålar i högfrekventa enheter av O-typ 01.04.01 – fysik av enheter, element och system Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper: Savobichevlievnaordi Scientific advies Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor SUMY – 2009 INNEHÅLL LISTA ÖVER KONVENTIONELLA FÖRKORTNINGAR INTRODUKTION...”

"Romanov Alexander Leonidovich Justering av omloppsbanan och den elektronoptiska strukturen för VEPP-2000-lagringsringen med hjälp av svarsmatrismetoden 04/01/20 - fysik för laddade partikelstrålar och acceleratorteknologi AVHANDLING för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskaplig rådgivare, motsvarande ledamot, prof. Shatunov Yuri Mikhailovich Novosibirsk – 2011 2 Innehåll Introduktion........................................ ........ ...."

"Golovan Leonid Anatolyevich inflytande av de strukturella egenskaperna hos porösa halvledare och dielektrika på deras optiska egenskaper Specialitet: 01.04.21 Laserfysikavhandling för doktorsgraden i fysikaliska och matematiska vetenskaper Moskva 2008 Table of Tnovation ......... ............................................................ .. 8 1... ."

“Evgeniy Aleksandrovich Gudzovsky Sök efter laddningsasymmetri i K ± 3 ± sönderfall i experiment NA48/2 Specialitet 01.04.23 högenergifysik Avhandling för den vetenskapliga graden av kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper Vetenskaplig handledare: Doctor of Physical and Mathematic Professor Vd. Dubna 2006 Innehåll Lista över illustrationer Lista över tabeller Inledning 1 Teoretisk översikt 1.1 Inledning......"

IZVESTIYA RAI. FYSISK SERIE, 2008, volym 72, nr 1, sid. 67-72

INKOHERENT FOTONEKO I SPEKTROSKOPI AV FÖRORENHET OPTISKT TÄTA MEDIA

© 2008 V. A. Zuikov1, K. R. Karimullin12, T. G. Mitrofanova1, V. V. Samartsev1, A. M. Shegeda1, A. V. Shkalikov1

E-post: [e-postskyddad]

Möjligheten att använda ett inkoherent fotoneko i spektroskopin av optiskt täta föroreningsmedier övervägs. Ett teoretiskt förhållningssätt för att beskriva fenomenet skisseras. Resultaten av ett experiment för att studera det inkoherenta fotonekot i rubin vid temperaturen av flytande helium under förhållanden för att transportera en spännande puls genom en optisk fiber presenteras. Studerade spektralt beroende ekointensitet. Avklingningskurvan för den inkoherenta ekosignalen studerades och en fasrelaxationstid på 98 ns erhölls.

INTRODUKTION

Den utbredda användningen av piko- och femtosekundpulser i modern optisk spektroskopi gör det möjligt att få information om olika avslappningsprocesser och motsvarande enhetliga linjebredder. Metoden för koherent fotonekospektroskopi har visat sig väl. Den för närvarande utvecklade metoden för inkoherent fotoneko (IPE), som har en femtosekundstidsupplösning, kommer inte bara att avsevärt förenkla processen för att bestämma fasrelaxationstider, utan kommer också att göra det möjligt att studera snabba relaxationsprocesser, såsom spektral diffusion och elektron -tunnelinteraktion.

Spektroskopiska studier av kristaller som innehåller föroreningsatomer med ett ofullständigt elektronskal fungerade som grund för utvecklingen av ett antal teknikområden, förenade av termen kvantelektronik. I sin tur stimulerades teknikens behov ytterligare grundforskning energispektra för sådana kristaller. Samtidigt blir dessa kristaller testmedia för att testa nya spektroskopiska metoder som utökar och kompletterar kapaciteten hos traditionella forskningsmetoder. Utvecklingen av laserteknik, teoretisk förutsägelse och sedan den praktiska implementeringen av fenomenet fotoneko (PE) fungerade som grunden för skapandet av ett nytt kunskapsområde - koherent optik. Utsikterna för tekniska tillämpningar av koherenta optiska transientfenomen är också mycket breda. I optik är de förknippade med detektering av långlivade

1 Kazan Institute of Physics and Technology uppkallad efter. E.K. Zavoisky KazSC RAS.

2 Kazan State University.

allmänt stimulerat fotoneko (DSPE), såväl som effekterna av korrelation och omkastning av de temporala formerna och vågfronterna för optiska pulser. Skapandet av optiska lagringsenheter, optiska ekoprocessorer och implementeringen av ekoholografi är föremål för ett intensivt växande område av olinjär optik - koherent optisk informationsbehandling. Den praktiska betydelsen av att studera fasta föroreningsmaterial med hjälp av koherenta och inkoherenta fotonekometoder ligger i möjligheten att söka och välja lovande informationsbärare för optiska ekoprocessorer.

Det bör noteras att studier av avslappningsprocesser i ekospektroskopi utförs som regel vid temperaturen hos flytande helium. Problemet med att öka temperaturen på arbetsprover är mycket relevant. Införandet av inkoherenta metoder i koherent fotonekospektroskopi kommer att göra det möjligt att avsevärt utöka temperaturområdet och studera snabba relaxationsprocesser vid höga temperaturer (upp till rumstemperatur). I detta avseende är resultaten av arbete som utförts med tekniken för stimulerat fotoneko under excitation av en polymerfilm dopad med färgämnesmolekyler (ftalocyanin i polyvinylbutyrle) med femtosekundpulser vid rumstemperatur intressanta. Elementära uppskattningar visar att för att öka temperaturintervallet för mätningar med NFE-metoden mot höga temperaturer (upp till tiotals grader Kelvin och högre), måste tidsupplösningen vara minst tiotals femtosekunder. Sådan upplösning kan uppnås genom att utveckla speciella bredbandslasrar (brus) utan att använda dyrbar femtosekundsteknologi. Till exempel en färglaser med transversell laserpumpning (andra övertonen

ka Ш3+: ULV-laser), byggd enligt ett resonatorlöst schema. Möjligheterna att använda inkoherenta fotonekometoder för att studera processer vid temperaturer över kväve diskuteras också i detalj i.

En annan viktig fråga är minimeringen av optiska minnesenheter och ekoprocessorer. Besvärliga experimentella uppställningar baserade på högeffekts halvledarlasrar som använder optiska tidsfördröjningslinjer tillåter inte implementering av kompakta enheter. För att lösa problemen med att skapa enheter baserade på DSPE kan användningen av ljusledare hjälpa till att uppnå exakt adressering i var och en av minnescellerna; användningen av optiska mikrohåligheter för att förbättra energin; användningen av halvledarlasermatriser för excitation och matrisfotodetektorer för registrering av ekosignaler. Låt oss notera att observation av intensiva FE-signaler i en erbiumdopad fiber rapporterades. Detta öppnar i princip för möjligheten att registrera information i PV-läget direkt på fibermaterialet.

Därför är det tillrådligt att ansluta ekoprocessorer till fiberoptisk kommunikation och implementera fördröjningslinjer också baserade på optisk fiber. Det är därför detta experimentella arbete syftade till att studera de optimala lägena för NFE-bildning under förhållanden när den första exciterande pulsen tillfördes informationsbäraren (ruby kristall) via en optisk fiber, och bredbandet för den exciterande strålningen säkerställdes genom att använda en färglaser med en strålningsspektrumbredd av 0,01 nm, vid en våglängd av 693,4 nm.

INKOHERENT FOTONEKO

Fotoneko klassificeras vanligtvis som en klass av koherenta optiska transientfenomen. Men redan 1984 dök arbete upp på observation av ett inkoherent fotoneko under förhållanden av excitation av ett resonansmedium av två fasoberoende (ömsesidigt osammanhängande) pulser av kaotiskt ljus. Låt oss komma ihåg att i den traditionella PV-exciteringskretsen utförs fördröjningen av en av de exciterande pulserna i förhållande till den andra i den optiska fördröjningslinjen, med den första pulsen som verkar direkt på provet. Under dessa förhållanden visar sig fasskillnaden mellan pulserna vid ingången till provet vara given och stabil, och vid noll fördröjning bildar sådana pulser ett interferensmönster, vilket är ett tecken på deras inbördes koherens. I fallet med excitering av ekosignalen av två oberoende pulsade källor av bredbandsljus saknas sådan ömsesidig koherens, men fotonekot observeras ändå.

Xia. I R. Bech och S. Hartman rapporterade observationen av ett inkoherent fotoneko i atomär natriumånga under excitationsförhållanden med användning av två oberoende pulsade källor för bredbandsoptisk strålning med en bandbredd på 10 GHz. Ett experiment utfördes för att studera NPE med en bredbandsljuskälla på ett fast tillståndsprov - silikatglas dopat med neodymjoner, och en fysisk modell av NPE baserad på det ackumulerade fotonekoläget beskrevs.

Fysiken för inkoherent fotoneko studerades också först i . Observera att tidsupplösningen för PE-tekniken i det allmänna fallet inte bestäms av varaktigheten av de exciterande pulserna, utan av koherenstiden för källstrålningen (dvs. den omvända bredden av dess strålningsspektrum). Nyckelpunkten här är att de två strålarna produceras genom att dela en gemensam stråle på en genomskinlig platta. Samtidigt upprätthåller de ömsesidig sammanhållning vid förseningar t< тс, где тс - время когерентности источника возбуждения. Тогда, при использовании для возбуждения ФЭ широкополосного источника, время когерентности которого тс значительно меньше длительности импульса излучения, временное разрешение методики ФЭ может быть существенно повышено и достигать фемтосекундно-го диапазона.

Bildandet av PE under excitationsförhållanden av bredbandslaserstrålning kan förklaras med exemplet med ackumulerat stimulerat fotoneko (ASPE), exciterat av en uppsättning identiska pulspar och en enda avläsningspuls. Varje identiskt par av exciteringspulser och en utläsningspuls orsakar genereringen av sitt eget stimulerade fotoneko (SPE). Om tidsintervallet t i alla par är strikt detsamma, kommer SFE-signalerna från dessa par att fasas, och deras energi kommer att ackumuleras. Som ett resultat bildas en ASFE-signal. En bredbandspuls med varaktighet Dx kan "delas upp" i en sekvens av oberoende korta eller ultrakorta pulser med varaktighet Dx, vilket är lika med strålningskoherenstiden tc. Emissionen av var och en av dessa subpulser, efter en tid som är större än TC, "glömmer" om fasen för den föregående subpulsen, dvs. strålningen i var och en av dem kan betraktas som oberoende (ömsesidigt osammanhängande). I motsats till fallet med ASFE är tidsintervallet mellan ett identiskt par och läspulsen noll, och läspulsens roll utförs av olika sektioner av exciteringspulsen. På grund av subpulsernas oberoende motsvarar exciteringsordningen för ekosignalen exciteringsordningen för SFE. Vidare, eftersom antalet oberoende delintervall

Ris. 1. Blockschema över experimentuppställningen: OLZ - optisk fördröjningslinje, PMT - fotomultiplikatorrör, CO - digitalt oscilloskop, OBU - operativ styrenhet.

^G^Exempel ^^

fångsten är stor och de individuella fördröjningarna mellan subpulserna sammanfaller, denna ordning liknar fallet med ASFE. Så den övergripande ekoresponsen är

visas i riktningen 2к2 - кх, men ordningen på tidssektioner i den totala SFE-signalen blir omvänd. Alla andra par av subpulser kommer också att leda till generering av ekosignaler, men på grund av att varaktigheterna för utläsningspulserna är slumpmässiga bidrar de till den totala ekosignalen, oberoende av tid

För att fortsätta läsa den här artikeln måste du köpa hela texten. Artiklar skickas i formatet PDF till den e-postadress som anges vid betalningen. Leveranstid är mindre än 10 minuter

FEMTOSEKONDSFOTONEKO I POLYMERDOPAD FILMER I RUMSTEMPERATUR

SAMARTSEV V.V. - 2008