Диссертация (1145407), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷åíèè èíòåíñèâíîñòè, ñèëüíûå àçîâûå ýåêòû ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ âñòîðîíó áîëüøèõ ýíåðãèé. Ïðè I0 = 2 × 1014 W/m2, ñèëà ýåêòà ñïà-äàåò íèæå 50%. Ïðè ýòîé èíòåíñèâíîñòè ñóùåñòâåííóþ ðîëü â äèíàìèêåñèñòåìû íà÷èíàåò èãðàòü èîíèçàöèÿ (ñì. ðèñóíîê 5.5), îñîáåííî äëÿ âûñîêîâîçáóæä¼ííûõ ñîñòîÿíèé, äàâàâøèõ âêëàä â äèññîöèàöèþ ïðè áîëåå181íèçêèõ èíòåíñèâíîñòÿõ. Ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷åíèè ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè àçîâûé ýåêò ñíîâà ñòàíîâèòñÿ ÿñíî çàìåòåí ïî ìåðå òîãî êàêáîëåå ãëóáîêî ëåæàùèå ñîñòîÿíèÿ íà÷èíàþò äàâàòü âêëàä â äèññîöèàöèþñèñòåìû.
Ñðàâíåíèå ñ ýíåðãåòè÷åñêèìè ðàñïðåäåëåíèÿìè, óñðåäí¼ííûìèïî àçå íà ðèñóíêå 5.8 ïîçâîëÿåò îòìåòèòü, ÷òî íàèáîëåå çàìåòíî àçîâûåýåêòû ïðîÿâëÿþòñÿ ïðè áîëüøèõ ýíåðãèÿõ, âûøå ïèêà ðàñïðåäåëåíèÿäëÿ óñðåäí¼ííûõ ïî àçå âåëè÷èí.Òåïåðü ìîæíî îáñóäèòü âîïðîñ î âëèÿíèè óñðåäíåíèÿ ïî îáú¼ìó îêóñà.Ñåðûå ëèíèè íà ðèñóíêå 5.10 ïîêàçûâàþò ñèëó àçîâûõ ýåêòîâ ïîñëåóñðåäíåíèÿ ïî îáú¼ìó îêóñà.
 öåëîì èõ ïîâåäåíèå ñëåäóåò êàðòèíå, êîòîðóþ ìû íàáëþäàëè âûøå äëÿ îòäåëüíîãî çíà÷åíèÿ ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè.Ýíåðãåòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå ðàãìåíòîâ äëÿ êàíàëà D+p óñðåäí¼ííîå ïîîáú¼ìó îêóñà ïîêàçàíî íà ðèñóíêå 5.11. Ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî ñèëüíûéâêëàä îò èìïóëüñîâ ìåíüøåé èíòåíñèâíîñòè ñóùåñòâåííî ìåíÿåò êàðòèíó.Õîòÿ ðàñïðåäåëåíèå ïî ýíåðãèÿì âàðüèðóåòñÿ ñ àçîé â ïðåäåëàõ 20-30%(ðèñóíîê 5.10), ýòà âàðèàöèÿ ïðèìåðíî âäâîå ìåíüøå, ÷åì äëÿ èìïóëüñàïðîñòðàíñòâåííî îäíîðîäíîé èíòåíñèâíîñòè.Åñëè ýêñïåðèìåíò äîñòàòî÷íî ÷óâñòâèòåëåí äëÿ òî÷íîãî èçìåðåíèÿ õâîñòà ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ, àçîâûå ýåêòû îêàçûâàþòñÿ õîðîøî çàìåòíûìè.
Íèçêèå èíòåíñèâíîñòè äàþò ìàëûé âêëàä âîáëàñòè ýíåðãèé âûøå 2 eV, à ýòî - â òî÷íîñòè ïðîìåæóòîê, íà êîòîðîì,êàê ïîêàçûâàåò ðèñóíîê 5.10, àçîâûå ýåêòû íàèáîëåå ÿâíî âûðàæåíû.×òîáû âûÿâèòü àçîâûå ýåêòû íà õâîñòàõ ðàñïðåäåëåíèÿ, óäîáíî ïåðåíîðìèðîâàòü ñèãíàë íà âåëè÷èíó, óñðåäí¼ííóþ ïî àçå. åçóëüòàòû ïîêàçàíû íà ðèñóíêå 5.12. Îáëàñòè, â êîòîðûõ ÷èñëåííàÿ ïîãðåøíîñòü ïðåâûøàåòïðåäñêàçàííûé ñèãíàë, ñêðûòû íà ýòîì ðèñóíêå.
Ïîñëå íîðìèðîâêè àçîâûé ýåêò îêàçûâàåòñÿ çàìåòíûì, è âèäåí äëÿ âñåõ ïèêîâûõ èíòåíñèâ18211320.8I0=5✕10 W/cm0.6Single intensityAveraged data142142132I0=1✕10 W/cm142I0=7✕10 W/cmI0=8✕10 W/cmCEP effect strength0.40.2010.814I0=2✕10 W/cm2I0=4✕10 W/cm0.60.40.200123KER, eV0123KER, eV0123KER, eVèñ.
5.10: Çàâèñèìîñòü ñèëû ýåêòà ÔÍÎ (5.13) äëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ äèññîöèàöèè ïî ýíåðãèè äëÿ ðàçíûõ ïèêîâûõ èíòåíñèâíîñòåé ëàçåðíîãî èìïóëüñà. Ïàðàìåòð ïîãðåøíîñòè óñòàíîâëåí íà óðîâíå δ = 0.3, ÷òîñîîòâåòñòâóåò êîíñåðâàòèâíîé îöåíêå òî÷íîñòè âû÷èñëåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ.Òîíêèå ÷¼ðíûå ëèíèè îòâå÷àþò èìïóëüñó ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè, òîëñòûåñåðûå ëèíèè îòâå÷àþò ðåçóëüòàòàì, óñðåäí¼ííûì ïî îêóñíîìó îáú¼ìó.Íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå - íåêîãåðåíòíàÿ ñóììà âèáðàöèîííûõ óðîâíåé ñ ðàñïðåäåëåíèåì Ôðýíêà-Êîíäîíà.183(a) 443.52.52.5221.5φ /πφ /π332.51110.50.50000 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eVKER, eV463.5(d)45231.542.5φ/πφ/π632.5231.5212110.5010.50000 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eVKER, eV473.563(f)31.573.5652.5φ/π424352.5φ/π43.553(e)21.51.50.554.543.532.521.510.503.53.53()(b) 44231.512120.510.5100000 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eVKER, eVèñ.
5.11: Çàâèñèìîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ äèññîöèèàöèè ïî ýíåðãèè äëÿ êàíàëà D+p, óñðåäí¼ííàÿ ïî îêóñíîìó îáú¼ìó, äëÿ ðàçíûõ çíà÷åíèé ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè èìïóëüñà: (a) I0 = 5 × 1013 W/m2; (b)I0 = 8 × 1013 W/m2; () I0 = 1 × 1014 W/m2; (d) I0 = 2 × 1014 W/m2;(e) I0 = 4 × 1014 W/m2; (f) I0 = 7 × 1014 W/m2. Ïîêàçàíû äâà ïåðèîäàÔÍÎ. Íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå - íåêîãåðåíòíàÿ ñóììà âèáðàöèîííûõ óðîâíåéñ ðàñïðåäåëåíèåì Ôðýíêà-Êîíäîíà.184íîñòåé èìïóëüñà. Îòìåòèì, ÷òî äèàãîíàëüíûå ïîëîñû íà ðèñóíêå 5.12 ïðîÿâëÿþòñÿ ëèøü ïîñëå óñðåäíåíèÿ ñèãíàëà ïî íà÷àëüíîìó ñîñòîÿíèþ.
Îíèíå ìîãóò íàïðÿìóþ îáúÿñíÿòüñÿ ðåçóëüòàòîì èíòåðåðåíöèè, ïîñêîëüêóóñðåäíåíèå ïî ðàñïðåäåëåíèþ Ôðýíêà-Êîíäîíà ñäåëàíî äëÿ âåðîÿòíîñòåé,à íå äëÿ âîëíîâûõ óíêöèé.5.3Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû ãëàâûÒåïåðü ìîæíî îòâåòèòü íà âîïðîñ: êàêèå èçìåðåíèÿ ñëåäóåò ïðîâîäèòü,åñëè ìû õîòèì ïðîíàáëþäàòü àçîâûå ýåêòû â äèññîöèàöèè HD+ è íàñêîëüêî âåëèêè òàêèå ýåêòû? Òàêæå ìû ìîæåì îòìåòèòü ñâîéñòâà ñèñòåìû, êîòîðûå ñîïðîâîæäàëè áû õîðîøóþ íàáëþäàåìîñòü ýåêòîâ ÔÍÎ.Åñëè ìû õîòèì îáíàðóæèòü ýåêò â óãëîâîì ðàñïðåäåëåíèè ðàãìåíòîâ, íå ïðèáåãàÿ ê èçìåðåíèþ ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ ïî ýíåðãèè,ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü èìïóëüñû ñ ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòüþ íå ìåíåå ÷åìI0 = 2×1014 W/m2.
Òð¼õêðàòíàÿ âàðèàöèÿ ñèãíàëà ìîæåò áûòü îáíàðóæåíà ïðè äèññîöèàöèè èç êîëåáàòåëüíûõ ñîñòîÿíèé v = 0 èëè v = 1. Íåêîãåðåíòíîå íà÷àëüíîå ñîñòîÿíèå ìîëåêóëû, ïîëó÷åííîå â ðåçóëüòàòå áûñòðîéèîíèçàöèè, îäíàêî, ñíèçèò êîíòðàñò äî óðîâíÿ 20%, à óñðåäíåíèå ïî èíòåíñèâíîñòè ïîëÿ â îêóñå ëàçåðà ïðàêòè÷åñêè ñäåëàåò ýåêò íåíàáëþäàåìûì. ×òîáû îáíàðóæèòü ýåêò, íåîáõîäèìî èñêëþ÷èòü óñðåäíåíèåïî îêóñíîìó îáú¼ìó ëèáî ñ ïóò¼ì ïîñòðîåíèÿ ýåêòèâíîé îäíîìåðíîéãåîìåòðèè ýêñïåðèìåíòà [152℄, ëèáî ïðèìåíèâ ê äàííûì ïîñò-îáðàáîòêó íàïîäîáèå èçìåðåíèé äèåðåíöèàëüíîé èíòåíñèâíîñòè [153℄.
Ïðè äîñòàòî÷íîé èíòåíñèâíîñòè ëàçåðà, ïîëíàÿ âåðîÿòíîñòü äèññîöèàöèè äîëæíà áûòüñðàâíèìà ñ âåðîÿòíîñòüþ èîíèçàöèè, è íå äîëæíà ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàìïðåäñòàâëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðåâîñõîäèòü å¼ áîëåå ÷åì íà 60%. ëþáîì ñëó÷àå, èçìåðåíèå ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ äèññîöèàöèè ïî1851.541.43.51.43.51.331.331.21.22.5φ/π(b)41.1211.50.810.70.50.70.50.600.601.51.41.31.21.110.90.80.70.60.521.510.50(d)KER, eV41.33.51.231.12.5φ/π40.50 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eV2.5φ/π0.813120.91.510.80.50.700 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.60 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eV(f)KER, eV41.541.53.51.43.51.431.331.31.21.1211.51.22.5φ/π2.5φ/π0.91.50.93.5(e)120 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4()1.12.5φ/π(a)1.1211.50.90.910.810.80.50.70.50.700.600.60 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4KER, eVKER, eVèñ.
5.12: Çàâèñèìîñòü ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ðàãìåíòîâ äèññîöèàöèè ïîñëå óñðåäíåíèÿ ïî îêàëüíîìó îáú¼ìó, íîðìàëèçîâàííîãî âíóòðè êàæäîãî èíòåðâàëà ýíåðãèé, äëÿ êàíàëà D+p è ðàçíûõ ïèêîâûõ èíòåíñèâíîñòåé: (a) I0 = 5 × 1013 W/m2; (b) I0 = 8 × 1013 W/m2; ()I0 = 1 × 1014 W/m2; (d) I0 = 2 × 1014 W/m2; (e) I0 = 4 × 1014 W/m2; (f)I0 = 7 × 1014 W/m2. Ïîêàçàíû äâà ïåðèîäà ÔÍÎ. Îáëàñòè, â êîòîðûõ ïî-ãðåøíîñòü âû÷èñëåíèÿ ïðåâîñõîäèò âåëè÷èíó ýåêòà, ñêðûòû. Íà÷àëüíîåñîñòîÿíèå - íåêîãåðåíòíàÿ ñóììà âèáðàöèîííûõ óðîâíåé ñ ðàñïðåäåëåíèåìÔðýíêà-Êîíäîíà.186ýíåðãèè äåëàåò íàáëþäåíèå ýåêòîâ ÔÍÎ ãîðàçäî áîëåå âåðîÿòíûì, ïîñêîëüêó ðàñïðåäåëåíèå ïî ýíåðãèè îêàçûâàåòñÿ ãîðàçäî áîëåå ÷óâñòâèòåëüíûì ê àçå, ÷åì òîëüêî óãëîâîå ðàñïðåäåëåíèå ðàãìåíòîâ.
Åñëè óñëîâèÿýêñïåðèìåíòà ïîçâîëÿþò ãàðàíòèðîâàòü âêëàä ëèøü îò íåáîëüøîãî îòðåçêà çíà÷åíèé ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè, àçîâûå ýåêòû ìîãóò íàáëþäàòüñÿïðè çàìåòíî áîëåå ñëàáûõ ïèêîâûõ ïîëÿõ. Íàïðèìåð, ìîæíî îæèäàòü õîðîøî çàìåòíîãî ýåêòà ïðè èíòåíñèâíîñòè íèæå I0 = 1014 W/m2, ïðèêîòîðîé íå îæèäàåòñÿ íèêàêîãî çàìåòíîãî âêëàäà èîíèçàöèè. Äëÿ âñåõ çíà÷åíèé èíòåíñèâíîñòè ñâûøå I0 = 1014 W/m2 ìîæíî îæèäàòü çàìåòíîéèîíèçàöèè, êîòîðàÿ, êàê îæèäàåòñÿ, ñîïðîâîæäàëà áû õîðîøî çàìåòíûåàçîâûå ýåêòû â ðàñïðåäåëåíèè ðàãìåíòîâ ïî ýíåðãèÿì. Ýòè ýåêòûîñîáåííî ÷¼òêî äîëæíû ïðîÿâëÿòüñÿ íà õâîñòàõ ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ, ïðè ýíåðãèÿõ áîëåå 1 eV.
Íàèáîëåå êîíòðàñòíûå çíà÷åíèÿ ýíåðãèéðàãìåíòîâ çàâèñÿò îò ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè, è êîíòðàñò íå âåä¼ò ñåáÿñ èçìåíåíèåì èíòåíñèâíîñòè ìîíîòîííî. Ïðè áîëåå ñëàáûõ ïîëÿõ, îòâå÷àþùèõ èíòåíñèâíîñòè èìïóëüñà îò 5 × 1013 äî 1014 W/m2, íàèëó÷øèéêîíòðàñò îæèäàåòñÿ äëÿ ýíåðãèé â îêðåñòíîñòÿõ 1 eV è 1.5 eV. Äëÿ áîëååñèëüíûõ ïîëåé ýíåðãèè íàèëó÷øåãî êîíòðàñòà ìåíÿþòñÿ.
Íàïðèìåð, ìîæíîîæèäàòü, ÷òî àçîâûå ýåêòû áóäóò õîðîøî ïðîÿâëåíû äëÿ ðàãìåíòîâñ ýíåðãèÿìè ìåæäó 2 è 2.5 eV.Åñëè ãåîìåòðèÿ ýêñïåðèìåíòà è åãî ýåêòèâíîñòü íå ïîçâîëÿþò âûäåëèòü ñèãíàëû, îòâå÷àþùèå èìïóëüñàì èêñèðîâàííîé ïèêîâîé èíòåíñèâíîñòè, àçîâûå ýåêòû âñ¼ æå ìîãóò íàáëþäàòüñÿ â ýíåðãåòè÷åñêîìðàñïðåäåëåíèè ðàãìåíîâ ïîñëå óñðåäíåíèÿ ïî îêàëüíîìó îáú¼ìó.  ýòîìñëó÷àå íàèëó÷øèé êîíòðàñò îæèäàåòñÿ íà êðàþ ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ. Ïîñêîëüêó âêëàä ðàãìåíòîâ ñ áîëåå âûñîêîé ýíåðãèåé ïîÿâëÿåòñÿòîëüêî ïðè âûñîêîé èíòåíñèâíîñòè èìïóëüñà, ýòî àâòîìàòè÷åñêè ãàðàí187òèðóåò, ÷òî ðàññìàòðèâàÿ õâîñò ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ìû îäíîâðåìåííî ïðîâåä¼ì è ñåëåêöèþ ïî èíòåíñèâíîñòè èìïóëüñà.
Ýòî ïîçâîëèòñäåëàòü àçîâûå ýåêòû çàìåòíûìè äàæå ïîñëå óñðåäíåíèÿ ñèãíàëà ïîîêóñíîìó îáú¼ìó.188ëàâà 6Îáùàÿ òåîðèÿ âëèÿíèÿ àçû íà êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå ñèñòåìûÂëèÿíèå àçû ìåæäó íåñóùåé è îãèáàþùåé ëàçåðíîãî èìïóëüñà íà ðàñïðåäåëåíèå îòîýëåêòðîíîâ ïðè èîíèçàöèè Xe áûëî ïðîäåìîíñòðèðîâàíîýêñïåðèìåíòàëüíî [135℄. Àâòîðîì áûëî ïîêàçàíî íà îñíîâå ÷èñëåííûõ ðàñ÷¼òîâ, ÷òî àçà ìåæäó íåñóùåé è îãèáàþùåé ñèëüíîãî êîðîòêîãî ëàçåðíîãîèìïóëüñà ìîæåò òàêæå âëèÿòü íà ðåçóëüòàò äèññîöèàöèè ìîëåêóë. Ýåêòìîæíî íàáëþäàòü äàæå â òîì ñëó÷àå, êîãäà ñðåäíåå ïî âðåìåíè çíà÷åíèåïîëÿ ïðåíåáðåæèìî ìàëî.Ýòî íàáëþäåíèå ñàìî ïî ñåáå, îäíàêî, íå äà¼ò ïîíèìàíèÿ ïðèðîäû ýåêòà, íå ïîçâîëÿåò óêàçàòü îáùèõ óñëîâèé, ïðè êîòîðûõ ìû ìîæåì îæèäàòü íàëè÷èÿ èëè îòñóòñòâèÿ âëèÿíèÿ àçû èìïóëüñà íà êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå ñèñòåìû.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
