遠赤外線レーザーの排出量とその周波数の測定を特徴付けます

遠赤外線レーザ周波数の測定は、最初の彼らは、マイクロ波信号の高次高調波と混合して直接放電シアン化水素レーザーからの311と337ミクロンの排出のための周波数を測定1967年Hockerおよび共同研究者によって行われました。シリコンダイオード^1インチより高い周波数を測定するために、レーザと高調波の混合装置のチェーンは、レーザの高調波^{2を生成するために使用さ}れました。最終的には両者はレーザが必要な差周波数を^{3,4を合成するために}選択された二酸化炭素（CO _2）を安定化します。今日、4テラヘルツまでの遠赤外線レーザー周波数が2で生成された差分周波数の最初の高調波を使用して、この技術を用いて測定することができる_CO 2基準レーザを安定化。より高い周波数のレーザー放射は、また、メタノールの同位体のCHD _{2 OH}及びCH ₃から9テラヘルツレーザ放射として第二高調波を用いて測定することができます</s> ¹⁸ OH UB。長年の間に^5,6、レーザー周波数の正確な測定は、科学実験^7,8の数に影響を与えたとパリでの度量衡の総会によってメートルの新しい定義の採用を可能にしました1983年^9から11

例えば、記載されたもののようなヘテロダイン技術は、光励起分子レーザによって生成された遠赤外線レーザ周波数の測定において非常に有益でした。チャンとブリッジ¹²によって光学的に励起分子レーザの発見以来、光学的に励起遠赤外線レーザ放射の何千ものレーザ媒質の様々な生成されています。光学的に_CO 2レーザで励起するとき、例えば、ジフルオロメタン_（CH 2 F _2）とその同位体は、250以上のレーザー放射を生成します。その波長は約95.6から1714.1ミクロンの範囲^{13 –} </s^{18 –} > ¹⁵までのこれらのレーザー排出量の約75％は、いくつかの分光^{16が割り当てられて}いるが、それらの周波数が測定されてきました。

これらのレーザー、及びそれらの正確に測定された周波数は、高分解能分光法の発展に重要な役割を果たしています。彼らは、レーザーガスの赤外分光研究のための重要な情報を提供します。彼らはしばしば吸収スペクトル¹⁹から直接アクセスできない励起振動状態レベルの間の接続を提供するので、多くの場合、これらのレーザの周波数は、赤外線および遠赤外線スペクトルの分析を確認するために使用されます。彼らはまた、レーザー磁気共鳴技術²⁰で一過、短 ​​寿命のフリーラジカルを調査研究のための主要な放射源として機能します。この非常に敏感な技術では、常磁性原子、分子、分子イオンで回転し、RO-振動ゼーマンスペクトルは、rすることができますこれらのフリーラジカルを作成するために使用される反応速度を調査する能力とともにecorded分析しました。

この作業では、 図1に示した光励起分子レーザは、ジフルオロメタンから遠赤外線レーザー放射を生成するために使用されてきました。このシステムは、連続波（CW）CO ₂ポンプレーザと遠赤外線レーザ共振器から成ります。遠赤外線レーザキャビティ内部のミラーが残りのポンプ放射を散乱、空洞の終わりに終了する前に、26の反射を受けて、研磨銅管の下のCO ₂レーザ放射をリダイレクトします。従って、遠赤外線レーザー媒質は、横ポンピングジオメトリを使用して励起されます。レーザー作用を生成するために、いくつかの変数がいくつか同時に、調整され、レーザ放射が観測されると、すべてのその後に最適化されています。

この実験では、遠赤外線レーザー放射線は、金属INSUによって監視されていますレータ – 金属（MIM）点接触ダイオード検出器。 MIMダイオード検出器は、1969年^21は 、レーザ周波数の測定に使用されている^–レーザ周波数の測定は^23、MIMダイオード検出器は、ダイオード上に2つ以上の放射線源との間の入射高調波ミキサです。 MIMダイオード検出器は、光学研磨ニッケル^ベース 24 ^{に接触する}先鋭化タングステン線で構成されています。ニッケルベースは、絶縁層である、天然に存在する薄い酸化物層を有しています。

当初は文献に記載された方法に従って^{27 –}レーザ発光が検出されたら、その周波数は、3つのレーザーヘテロダイン法^{25を用いて測定}しながら、その波長、偏光、強度、及び最適化された動作圧力を記録しました。 4. 図2は、2つの追加のCW CO ₂参照レーザは、独立した周波数のSTAを有する光ポンピング分子レーザを示しています外部、低圧参照セル^28から 4.3ミクロンの蛍光シグナルのラムディップを利用bilizationシステム。この原稿は、遠赤外レーザーの排出量だけでなく、その波長を推定すると、正確にその頻度を決定する方法を検索するために使用されるプロセスの概要を説明します。三レーザーヘテロダイン技術に関する具体的なだけでなく、様々なコンポーネントやシステムの動作パラメータは参照4、25-27、29、および30と一緒に補足表Aに記載されています。