Лазерный когерентный контроль динамики изотропных молекулярных ансамблей (1103534), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Основой схемы возбуждения является модифицированный вариант метода импульсной селекции молекулпо их ориентации. Выявлено, что эффективное селективное фотоиндуцированное разрушение энантиомеров можно осуществить в области перекрытия двух лазерных импульсов: короткого многокомпонентного (длительностью ∼150 фс, пиковой интенсивностью ∼1012 Вт/см2 ), осуществляющего адиабатический сдвиг возбуждённых электронных уровней в соответствии с требованиями схемы ЛСО в импульсном режиме, и длинного (длительностью ∼1÷5 пс, пиковой интенсивностью ∼1010 Вт/см2 ), производящегорезонансное возбуждение молекул из основного состояния. Показано, что предложен-19ная схема позволяет решить три проблемы, стоящие на пути осуществления лазерногоААС: малая длительность процесса ААС (∼ 102 фс) даёт возможность проведения ААСпри комнатных температурах, использование адиабатического режима взаимодействияс лазерным полем делает схему устойчивой по отношению к параметрам лазерного воздействия, а отсутствие необходимости фазового согласования между импульсами позволяет осуществлять процесс ААС в макрообъёме.В заключение, приведены численные оценки эффективности подхода на примереААС в смеси невзаимодействующих молекул SiHNaClF.
В соответствии с расчётами,при комнатной температуре в макроскопическом (с характерными поперечными размерами до 10 см) объёме реагентов в результате фотодиссоциации 4/5 исходного количества молекул может быть достигнута степень хиральности ∼ 0,2, причём эффективностьААС, по всей вероятности, может быть существенно увеличена после дополнительнойоптимизации параметров лазерного воздействия. Показано, что основной деструктивный вклад в процесс ААС вносит паразитное квазирезонансное взаимодействие с дополнительными электронными термами.Основной текст диссертации завершается сводкой основных результатов работы:1. Предложен новый подход к управлению динамическими процесссами в изотропных молекулярных ансамблях при помощи лазерной селекции молекул по их ориентации (ЛСО), позволяющий осуществлять манипуляции с молекулами, имеющими заданную ориентацию, в ориентационно изотропном молекулярном ансамбле при комнатных температурах.2.
Предложен метод организации ЛСО в квазинепрерывном режиме, обеспечивающий постоянное пребывание молекул с требующейся ориентацией в выделенномэнергетическом состоянии. Показана высокая эффективность ЛСО при комнатных температурах. Область применения метода ограничивается необходимостьюиспользования наряду с лазерным полем мощного электростатического поля, атакже специфическими требованиями к молекулярным параметрам.3. Предложен метод организации ЛСО в импульсном режиме, дающий возможность“мгновенного” выделения молекул, имеющих на данный момент требуемую ориентацию, из изотропного ансамбля с помощью воздействия мощного многокомпонентного фемтосекундного импульса.
На примере молекул BF показана высокая20эффективность метода, а также возможность его использования для ориентациимолекул при комнатных температурах (при этом достигается беспрецедентное качество ориентации для данных условий). Кроме того, данный метод позволяет решить проблему управления динамикой и ориентации неполярных молекул.4. Показана возможность использования метода ЛСО в импульсном режиме для генерации импульсного терагерцового излучения в парах молекул BF при комнатныхтемпературах.
Предложен новый способ определения вращательных параметровмолекул на основе анализа спектрального состава данного излучения.5. Построена единая теоретическая база для разработки и анализа сценариев лазерного абсолютного асимметричного синтеза (ААС) с помощью лазерного электродипольного воздействия на молекулы. Основные результаты, сформулированныев форме шести легко проверяемых условий управляемости хиральным состоянием произвольных хиральных молекул, позволяют подобрать оптимальную схемуфотоиндуцированных переходов и определить параметры лазерного воздействия,конструировать схемы ААС в макроскопическом объёме реагентов, а также проверить принципиальную работоспособность схем ААС, исходя из самой общей информации об их структуре.6. Разработан алгоритм построения схем асимметричного воздействия на энантиомеры при помощи последовательности коротких фазово согласованных импульсов.
На примере молекул перекиси водорода продемонстрировано, что данныйподход может быть эффективен для управления динамической молекулярной хиральностью одиночных молекул при низких температурах.7. Предложен новый способ лазерного ААС с помощью совместного воздействиямощного многокомпонентного фемтосекундного и пикосекундного лазерных импульсов, основой которого служит схема ЛСО в импульсном режиме.
На примеремолекул SiHNaClF показано, что метод работоспособен применительно к макроскопическому объёму реагентов и при комнатных температурах, а также достаточно устойчив к вариациям параметров воздействия.21Публикации автора по теме диссертации[1]Zhdanov D. V., Zadkov V.
N., Laser-assisted Control of Molecular Orientation atHigh Temperatures // Phys. Rev. A. 2008. 77. N 1, pp. 011401-4(R).[2]Zhdanov D. V., Zadkov V. N., Asymmetric Synthesis of Enantiomers from a RacemicMixture of Randomly Oriented Chiral Molecules with the Help of Laser Selection uponTheir Orientation // J. Chem.
Phys. 2007. 127. N 24, pp. 244312-16.[3]Zhdanov D. V., Zadkov V. N., Selective Photodestruction of Chiral Molecules of aSpecified Configuration by Coherent Laser Radiation // SPIE Proc. 2007. 6727, pp.672722-11.[4]Жданов Д. В., Гришанин Б. А., Задков В. Н.Селекция молекул по их ориентациипри совместном действии лазерного и электростатического полей // ЖЭТФ. 2006.130.
№ 3, c. 387-400.[5]Владимирова Ю. В., Гришанин Б. А., Жданов Д. В., Задков В. Н., ТакахашиХ.,Возможность лазерного асимметричного синтеза молекул перекиси водорода израцемической смеси без их предварительной ориентации // Вестник Московскогоуниверситета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2005. No.
6, c. 37-41.[6]Grishanin B. A., Takahashi H., Vladimirova Yu., Zhdanov D., Zadkov V., LaserCoherent Control of an Ensemble of Randomly Oriented Chiral Molecules // LaserPhysics. 2005. 15. N 9, pp. 1247-1251.[7]Grishanin B. A., Takahashi H., Vladimirova Yu., Zhdanov D., Zadkov V., LaserCoherent Control of an Ensemble of Randomly Oriented Chiral Molecules // Proc. ofthe IVth Int. Symp.
on Modern Problems of Laser Physics. 2005, pp. 444-449.[8]Vladimirova J., Grishanin B., Zhdanov D., Zadkov V., Laser Coherent Control ofan Ensemble of Randomly Oriented Chiral Molecules // Digest of IV InternationalSymposium on Modern Problems of Laser Physics (Novosibirsk, August 22-27,2004), 2004, p. 281.[9]Grishanin B.A., Vladimirova J.V., Zadkov V.N., Zhdanov D., Takahashi H.,Controlling Molecular Chiral States with Light // Technical Digest of European22Workshop on Optical Parametric Processes and Periodical Structures (Vilnius,Lithuania, September 26-29, 2004), 2004, pp. 43-45.[10] Zadkov V., Grishanin B., Vladimirova J., Zhdanov D., Takahashi H., AsymmetricLaser Synthesis of Chiral Molecules from a Racemic Solution // Technical Digest of2nd Photonics and Laser Symposium (Kajaani, Finland, 23-25 February 2005), 2005,ISBN 951-42-7654-X, pp.
54-55.[11] Vladimirova Yu.V., Grishanin B.A., Zhdanov D.V., Zadkov V.N., Takahashi H.,Laser Coherent Control of Chiral States in Nonoriented Molecules // TechnicalDigest of International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (St.Petersburg, May 11-15, 2005), 2005, p. IFO2 (on CD-ROM).[12] Zhdanov D., Grishanin B.A., Zadkov V.N., Orientation Selection of Moleculeswith the Help of Joint Action of Laser and Electrostatic Fields // InternationalConference on Coherent Control of the Fundamental Processes in Optics and X-rayOptics (Nizhny Novgorod, Russia, June 30-July 4, 2006), Conference Program andAbstracts, 2006, p.
41.[13] Zhdanov D.V., Zadkov V.N., Orientational Selection of Molecules Using CombinedAction of Electrostatic and Laser Fields // Russian-French Workshop for YoungScientists. Laser Physics: Application to Atomic Physics and Material Sciences (LesHouches, France, October 3-6, 2006), Digest, 2006, p.
34.[14] Zhdanov D.V., Zadkov V.N., Novel Method of Laser Selection of MolecularOrientation on Example of Distillation of Racemic Mixtures // Technical Digest ofInternational Conference on Coherent and Nonlinear Optics 2007 (Minsk, Belarus,May 28-June 1, 2007), 2007, p. I07-III-5 (on CD-ROM).[15] Zhdanov D.V., Zadkov V.N., Selective Action on Chiral Molecules in SpecifiedConfiguration by Coherent Laser Radiation // Technical Digest of InternationalConference on Laser Applications in Life Sciences 2007 (Moscow, June 11-14, 2007),2007, p.
WeL06-II/5 (on CD-ROM).[16] Zhdanov D.V., Zadkov V.N., Orientational Selection of Molecules in CombinedLaser and Electrostatic Fields // 16th International Laser Physics Workshop (Leon,Mexico, August 20-24, 2007), Digest, 2007, p. 175..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
