Возможность широкополосной оптической накачки в газах; фотодиссоционные лазеры.

Исключением из правила являются газовые среды, содержащие молекулы, которые диссоциируют под действием излучения. Дело в том, что связанный с фотодиссоциацией спектр поглощения молекул в газе имеет непрерывный характер и по ширине обычно не уступает спектрам поглощения твердых и жидких активных сред. Обратимся в этой связи к рис. 1.24.

На рисунке изображены электронные термы двухатомной молекулы; (кривые 1 и 2). Предположим, что молекула находится в одном из колебательных состояний терма 1 (энергия молекулы равна При поглощении излучения накачки молекула может перейти на электронный терм 2. Согласно принципу Франка—Кондона, такие переходы должны изображаться на рисунке вертикальными стрелками (см. штриховые линии). Из рисунка видно, что переход 1—2 возможен при поглощении фотонов с энергиями удовлетворяющими неравенствам

Если при этом то происходит переход из исходного колебательного состояния терма 1 в одно из колебательных состояний терма 2. В этом случае спектр поглощения состоит из ряда узких линий. Если же то происходит переход приводящий к диссоциации молекулы. В этом случае спектр поглощения будет непрерывным; его ширина равна

Непрерывный характер и относительно большая ширина спектра поглощения фотодиссоциирующих молекул позволяют использовать широкополосную оптическую накачку для инициирования реакций фотодиссоциации:

Среди продуктов диссоциации молекулы по крайней мере один оказывается в возбужденном состоянии (А) и может быть использован для получения лазерной генерации. Таким образом, широкополосная оптическая накачка в газовых лазерах оказывается возможной при использовании фотодиссоциации молекул в качестве промежуточного процесса. Такие газовые лазеры называют фотодиссоционными.

Различают два типа фотодиссоционных лазеров. В первом типе в роли возбужденного активного центра выступает один из продуктов диссоциации молекулы (возбуждение в первичных фотопроцессах). Во втором возбужденные активные центры образуются в результате химических реакций, в которые вступают продукты диссоциации молекул (возбуждение в процессе вторичных химических реакций). В последнем случае применяется также термин фотохимический лазер.

В настоящее время исследуются возможности создания газовых лазеров на разрешенных электронных переходах молекул при прямой широкополосной оптической иакачке (без фотодиссоциации молекул). Эти возможности основаны на отиосительио широком спектре поглощения ряда молекул (особенно многоатомных) в УФ области спектра. Малая величина колебательных квантов может привести к тому, что поглощение в указанной области будет иметь почти непрерывный характер