Лазерная спектроскопия

Проф. Татьяна Юрьевна Голубева

1. Квантовые генераторы электромагнитного излучения. Принцип действия. Основные характеристики излучения. Моды резонатора.

2. Поглощение, излучение, спонтанное испускание. Излучаемая энергия, поток излучения, интенсивность. Спектры испускания и поглощения: непрерывные, дискретные.

3. Времена жизни и вероятности спонтанных переходов.

4. Показатель преломления: поглощение и дисперсия. Силы осцилляторов. Линейное и нелинейное поглощение.

5. Основные элементы лазера. Пороговое усиление. Оптические резонаторы.

6. Пассивный и активный оптические резонаторы. Насыщение усиления и конкуренция мод.

7. Уширение спектральных линий. Однородное и неоднородное уширение. Эффект Доплера. Профиль Фойгта. Механизмы однородного уширения: радиационное, столкновительное, пролетное, уширение световым полем.

8. Долазерные методы субдоплеровской спектроскопии. Пучковый метод монохроматизации скоростей. Метод двойного радиооптического резонанса. Метод пересечения уровней, эффект Ханле. Метод квантовых биений. Модернизация перечисленных методов с появлением лазерных источников.

9. Лазерная спектроскопия насыщения. Выжигание "дырки". Провал Лэмба. Обращенный провал Лэмба. Схемы экспериментального наблюдения. Использование "пробной" волны.

10. Спектроскопия поглощения на связанных с насыщенными переходах. Провал флуоресценции. Поляризационная спектроскопия насыщения.

11. Двухфотонная лазерная спектроскопия.

12. Лазерная спектроскопия в пространственно разнесенных световых полях. Двухквантовое поглощение в двух пространственно разнесенных полях. Спектроскопия в трех пространственно разнесенных полях.

13. Лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния. Резонансное комбинационное рассеяние. Вынужденное комбинационное рассеяние. КАРС-спектроскопия.

14. Лазерное охлаждение и локализация частиц. Охлаждение локализованных частиц. Охлаждение свободно движущихся частиц. Световое давление. Локализация заряженных и незаряженных частиц.

15. Спектроскопия флуктуаций интенсивности: рассеяние света отдельными рассеивателями. Применимость методов спектроскопии к исследованию биологических объектов. Сравнение методов традиционной спектроскопии и СФИ.

16. Измеряемые величины в СФИ. Корреляционные функции первого и второго порядка.

17. Метод оптического гетеродинирования в СФИ.

18. Метод оптического гомодинирования в СФИ. Гауссова и негауссова составляющие корреляционной функции фототока. Методы исключения гауссова вклада.

19. Методы уменьшения дробового шума. Статистика излучения: пуассоновская, суперпуассоновская, субпуассоновская. Антигруппировка фотонов. Метод регулярной накачки. Источники субпуассоновского излучения.