Том 34, номер 08, статья № 11

Аннотация:

Оценены значения 13 парциальных и 15 эффективных сечений передачи возбуждения в столкновениях Dy–Dy, Tm–Er, Tm–Tm и Tm–He. В качестве столкновительных сред использовались активные среды лазеров на парах Dy, Tm и смеси паров Tm и Er с буферным газом He. Определение сечений основано на факте столкновительного заселения верхних лазерных уровней-акцепторов от близкорасположенных резонансных уровней-доноров, заселяемых электронным ударом в разряде. Величины, необходимые для расчета сечений, определялись из параметров лазерной среды. Парциальные сечения столкновительной передачи возбуждения в зависимости от сечений возбуждения резонансных уровней, типа столкновений и дефекта энергии между резонансным и верхним лазерным уровнями составили ~ 10^-16 – 10^-14 см², эффективные сечения – ~ 10^-18 – 10^-15 см².

Ключевые слова:

столкновительная передача возбуждения, сечение, диспрозий, эрбий, тулий, гелий, лазер на парах металлов

Список литературы:

1. Сенсибилизированная флуоресценция смесей паров металлов: cб. 1 / под ред. Э.К. Краулини. Рига: Изд-во Латвийского госуниверситета, 1968. 132 с.
2. Сенсибилизированная флуоресценция смесей паров металлов: cб. 2 / под ред. Э.К. Краулини. Рига: Изд-во Латвийского госуниверситета, 1969. 154 с.
3. Столкновительные и радиационные процессы с участием возбужденных частиц: Сб. научн. труд. / под ред. Э.К. Краулини. Рига: Изд-во Латвийского госуниверситета, 1987. 168 с.
4. Krause L. Collisional excitation transfer between the ²P_1/2 and ²P_3/2 levels in alkali atoms // Appl. Opt. 1966. V. 5, N 9. P. 1375–1382.
5. Pitre J., Krause L. Sensitized fluorescence in vapors of alkali metals: IX. Energy transfer in collisions between sodium and inert gas atoms // Can. J. Phys. 1967. V. 45, N 8. P. 2671–2681.
6. Reid R.H.G, Dalgarno A. Fine-structure transitions and shape resonances // Phys. Rev. Lett. 1969. V. 22, N 20. P. 1029–1030.
7. Münster P., Marek J. Determination of cross sections of excitation transfer between the fine-structure components of Cs (7²P), Rb (6²P) and Rb (7²P) induced by collisions with rare-gas atoms // J. Phys. B. 1981. V. 14, N 6. P. 1009–1018.
8. Huennekens L., Gallagher A. Self-broadening of the sodium resonance lines and excitation transfer between the ³P_3/2 and ³P_1/2 levels // Phys. Rev. A. 1983. V. 27, N 4. P. 1851–1864.
9. DeVries P.L. A quantum calculation of multipole relaxation and transfer cross sections in collisions of Na with Xe // J. Chem. Phys. 1984. V. 80, N 1. P. 186–194.
10. Sharma A.D., Schuessler H.A., Hill, Jr. R.H. Laser-induced-fluorescence detection of collisional excitation transfer in atomic rubidium vapor during collisions with noble-gas and rubidium atoms // Phys. Rev. A. 1988. V. 37, N 12. P. 4649–4655.
11. Konefal Z., Ignaciuk M.Z. Observation of collision-induced amplified emission in Na-noble gas system // Phys. D – Atoms, Molecules and Clusters. 1993. V. 27, N 1. P. 49–54.
12. Александров Е.Б., Веденин В.Д., Кулясов В.Н. Уширение и сдвиг резонансных линий тулия гелием // Опт. и спектроскоп. 1984. Т. 56, № 4. С. 596–600.
13. Martin W.C., Zalubas R., Hagan L. Atomic energy levels – the rare-earth elements // Natl. Stand. Ref. Data Ser. (U.S., Natl. Bur. Stand.). 1978. V. 60. 422 p.
14. Веденин В.Д., Кулясов В.Н. Столкновительные возмущения f–d-переходов в атомах самария и тулия // Опт. и спектроскоп. 1985. Т. 59, № 5. С. 1004–1007.
15. Веденин В.Д. Уширение и сдвиг криптоном резонансных линий тулия и самария // Опт. и спектроскоп. 1987. Т. 63, № 6. С. 1198–1201.
16. Веденин В.Д. Неон: уширение и сдвиг атомных линий тулия и самария // Опт. и спектроскоп. 1991. Т. 70, № 5. С. 956–962.
17. Gerasimov V.A., Gerasimov V.V., Pavlinskiy A.V. Peculiarities of collisional excitation transfer with excited screened energy levels of atoms // Phys. Rev. A. 2007. V. 76, N 3. P. 034701.
18. Gerasimov V.A., Gerasimov V.V. Cross sections of collisional excitation transfer in collisions of rare-earth metal atoms in screened excited states with atoms of inert gases // J. Phys. B. 2011. V. 44, N 19. P. 195201.
19. Герасимов В.В. Метод определения сечений передачи возбуждения в столкновениях с атомами редкоземельных металлов. 1. Описание метода // Оптика атмосферы и океана. 2021. Т. 34, № 8. С. 638–646.
20. Климкин В.М. Исследование газового лазера на парах иттербия // Квант. электрон. 1975. Т. 2, № 3. С. 579–584.
21. Климкин В.М., Прокопьев В.Е., Соковиков В.Г. Исследование зависимости мощности генерации на ИК-линиях иттербия от частоты следования импульсов накачки // Квант. электрон. 1981. Т. 8, № 4. С. 722–725.
22. Герасимов В.А., Юнжаков Б.П. Исследование лазера на парах тулия // Квант. электрон. 1989. Т. 16, № 12. С. 2386–2393.
23. Герасимов В.А. Газоразрядный импульсный лазер на парах гольмия // Опт. и спектроскоп. 1999. Т. 87, № 1. С. 156–158.
24. Герасимов В.А., Старкова Л.Н. Генерация импульсного лазерного излучения в парах диспрозия // Опт. и спектроскоп. 2002. Т. 92, № 2. С. 335–337.
25. Герасимов В.А., Павлинский А.В. Генерация лазерного излучения на атомарном переходе эрбия в смеси Er + Tm + He // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29, № 23. С. 51–55.
26. Петраш Г.Г. Столкновительные лазеры на атомных переходах // Квант. электрон. 2009. Т. 39, № 2. С. 111–124.
27. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юков Е.А. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. М.: Наука, 1979. 320 с.
28. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. М.; Л.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1963. 640 с.
29. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. М.: Мир, 1964. 716 c.
30. Carman R.J., Brown D.J.W., Piper J.A. A self-consistent model for the discharge kinetics in a high-repetition-rate copper-vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 1994. V. 30, N 8. P. 1876–1895.
31. Эмсли Дж. Элементы. М.: Мир, 1993. 256 c.
32. Hogan G.P., Webb C.E. Radially and time-resolved measurements of electron density in an operating copper vapour laser // Meas. Sci. Technol. 1997. V. 8, N 10. P. 1095–1104.
33. Anderson H.M., Den Hartog E.A., Lawler J.E. Radiative lifetimes in Tm I and Tm II // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V. 13, N 11. P. 2382–2391.
34. Wickliffe M.E., Lawler J.E. Atomic transition probabilities for Tm I and Tm II // J. Opt. Soc. Am. B. 1997. V. 14, N 4. P. 737–753.
35. Герасимов В.А., Старкова Л.Н. Условия эффективной работы лазеров на парах металлов с косвенным возбуждением верхних лазерных уровней // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 3. С. 250–253; Gerasimov V.A., Starkova L.N. Conditions for efficient operation of metal-vapor lasers with indirect excitation of the upper lasing levels // Atmos. Ocean. Opt. 2000. V. 13, N 3. P. 227–229.
36. Павлинский А.В. Исследование лазеров с косвенным возбуждением верхних лазерных уровней: дисс. ... канд. физ.-мат. наук. Институт оптики атмосферы СО РАН. Томск, 2003. 115 с.
37. Gerasimov V.A., Gerasimov V.V., Pavlinskiy A.V. Temperature range and conditions of stable operation of gasischarge rare-earth metal vapor lasers // Appl. Phys. B. 2008. V. 92, N 2. P. 225–227.
38. Герасимов В.А., Герасимов В.В., Павлинский А.В. Оптимальные частоты следования импульсов возбуждения в лазере на парах тулия // Квант. электрон. 2011. Т. 41, № 1. С. 8–12.
39. Smirnov Yu.M. Excitation of 6snp levels of dysprosium atom by electron impact (n = 6, 7) // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2019. V. 52, N 2. P. 025205.
40. Смирнов Ю.М. Возбуждение резонансных переходов атома тулия медленными электронами // Опт. и спектроскоп. 2003. Т. 95, № 6. С. 938–944.
41. Smirnov Yu.M. Excitation of dysprosium atom levels belonging to even 4f⁹6s²6p and 4f¹⁰6p² configurations // Eur. Phys. J. D. 2015. V. 69, N 1. P. 15.
42. Smirnov Yu.M. Electron-impact excitation of UV lines of DyI // Phys. Scripta. 1994. V. 49, N 6. P. 689–695.
43. Смирнов Ю.М. Возбуждение переходов атомов тулия, оканчивающихся на уровнях 4f¹²(³H)5d6s² (6, 3/2) // Опт. и спектроскоп. 2008. Т. 104, № 5. С. 760–765.
44. Смирнов Ю.М. Сечения возбуждения переходов атома тулия, оканчивающихся на уровнях 4f¹³(²F°)6s6p(³P°) (7/2, J₂) с J₂ = 0, 1 // Опт. и спектроскоп. 2010. Т. 109, № 3. С. 366–371.