表征远红外激光辐射及其频率的测量

首先由HÖCKER执行的远红外激光频率的测量和同事在1967年他们测量的频率用于从直接放电氰化氢激光的311和337微米的排放量与微波信号的高次谐波将它们混合在硅二极管^1。为了测量更高的频率，链激光器和谐波混频装置用于产生激光谐波^2。最终2稳定化的二氧化碳（CO _2）激光器被选择，以合成所需的差频率^3,4。今天，远红外线激光频率可达4太赫兹可以使用由两个产生的差频的只有第一谐波这种技术来测量稳定化_的 CO 2参考激光器。更高频率的激光辐射也可以使用二次谐波测定，如由甲醇同位素异冠心病₂ 9 ​​赫兹激光排放OH和_CH 3 </sUB> ¹⁸ OH ^5,6多年来，激光频率的精确测量已经影响了一些科学实验^7,8和允许通过的电表由度量衡在巴黎大会一个新的定义， 1983年^{9 – 11}

外差技术，如所描述的那些，已经在由光泵分子激光器产生的远红外激光频率测量也是很有好处的。由于光泵分子激光器由Chang和桥¹²的发现，千光泵远红外激光排放已产生与多种激光媒体。例如，二氟甲烷（CH _{2 F 2）}和其同位素产生超过250激光辐射时光学地由_CO 2激光器泵浦。它们的波长范围是从大约95.6至1714.1微米^{13 –} </s达> ¹⁵近75％，这些激光排放有其频率测量，而一些已光谱分配^{16 – 18。}

这些激光器，和它们的精确测量的频率，已经于高分辨率光谱的进步起到了至关重要的作用。它们提供的激光气体的红外光谱研究的重要信息。通常，这些激光频率被用来验证红外和远红外光谱的分析，因为它们提供的激发振动状态的水平，往往从吸 ​​收光谱¹⁹直接难以接近之间的连接。它们也可以作为初级辐射来源的研究调查过性，短命的自由基与激光磁共振技术^20。有了这个极其敏感的技术，在顺磁性原子，分子转动和振转塞曼光谱和分子离子可以是Recorded而且随着调查用来创建这些自由基的反应率的能力进行分析。

在这项工作中，一个光泵浦分子激光， 如图 1所示，已被用来产生从二氟甲烷远红外激光辐射。这个系统包括一个连续波（CW） _的 CO 2激光器的泵和一个远红外激光腔。的反射镜内部的远红外激光腔重定向_的 CO 2激光辐射向下抛光铜管，在经过26反射终止于所述腔的端部，散射任何剩余泵辐射之前。因此，远红外激光介质是使用横向泵送几何激发。产生激光的动作，若干变量被调节，同时一些，和所有随后的优化一次激光辐射是观察。

在该实验中，远红外激光辐射由金属INSU监视荡器 – 金属（MIM）点接触型二极管检测器。自1969年以来²¹所述的MIM二极管检测器已用于激光频率测量^{– 23}在激光频率的测量，所述MIM二极管检测器之间的两个或更多个辐射源入射到二极管谐波混频器。所述MIM二极管探测器由一个削尖的钨丝接触经过光学研磨的镍基^24。镍基体具有天然存在的薄氧化物层，其在绝缘层。

²⁷以下最初在文献中记载的方法^–一次激光发射检测，它的波长，偏振，强度和优化的操作压力，而其频率使用三激光外差技术²⁵测定的记录。 4. 图2显示了光泵浦激光分子与具有独立的频率站两个附加连续波CO ₂激光器参考bilization系统，利用在4.3微米的荧光信号的兰姆凹陷来自外部，低压参考单元^28。这个手稿概述用于搜索远红外激光排放以及推定方法其波长和准确地确定它们的频率的过程。关于三激光外差技术细节以及各种部件和系统的运行参数可以在补充表A中一起引用4，25-27，29和30。