12.2.5. Атомные линии поглощения в плазме чистых инертных газов

Чанг и Шампань [16] обнаружили, что в плазме чистых инертных газов легко можно идентифицировать линии поглощения, если для зондирования активной среды использовать излучение красителя, накачиваемого лампой-вспышкой В области длин волн, в которой наблюдаются линии поглощения, краситель дает большую интенсивность излучения, чем ксеноновая лампа Кроме того, длина импульса излучения красителя более точно соответствует длительности импульса накачивающего электронного пучка. Это приводит к лучшему контрасту между ослабленным и неослабленным зондирующим излучением (рис. 10).

Рис. 10 (см. скан) Спектры поглощения неоновой плазмы, накачиваемой электронным пучком, при давлении 4 атм Атомные линии неона используются для калибровки шкалы длин волн Неослабленное поглощение излучения лазера на красителе сравнивается с ослабленным излучением для нескольких значений токов накачки в зависимости от времени задержки, указанного на фото справа

Были проведены исследования зависимостей спектров поглощения чистых неона и аргона, возбуждаемых электронным пучком, от плотности тока накачки и времени задержки между импульсом тока и им пульсом зондирующего излучения красителя. При сравнении спектра испускания красителя при наличии и в отсутствие возбуждения аргон, и неона электронным пучком были выявлены многочисленные линш поглощения, наложенные на широкополосный спектр поглощения Линии поглощения идентифицируются с известными переходами и самых нижних возбужденных состояний неона и аргона При малых токах накачки электронным пучком были обна ружены различные линии в спектре поглощения. С увеличением тока накачки линии становились менее четкими, по мере того как между ними появлялось непрерывное поглощение.

Таблица 4 (см. скан) Обнаруженные атомные линии поглощения

Это поглощение имеет нестационарный характер и уже через после прекращения импульса тока становится ненаблюдаемым. Линия поглощени неона при 3510,7 А имеет особое отношение к работе XeF-лазера

Она близко соответствует переходу молекулы XeF с длиной волны 3512 А и совпадает с линией перехода отвечающей длине волны

Из спектра калибровочного источника, которым служила пальчиковая неоновая лампа, видно, что разрешение системы составляло по крайней мере 3 А. Однако атомные линии поглощения хотя и заметны, но разрешены недостаточно хорошо (рис. 10). Это разрешение хуже, чем то, которое определялось бы только уширением давлением. Однако, как видно из спектра, соответствующего току накачки 7,6 А/см2, атомные линии хорошо разрешаются, когда между импульсом накачки среды и импульсом зондирующего излучения имеется задержка. Отсюда логично сделать вывод, что наблюдаемое уширение линий поглощения связано с характеристиками фотопленки. При очень низких интенсивностях, так же как и при очень высоких, экспозиция пленки становится в сильной степени нелинейной. Центру атомной линии соответствует большое сечение поглощения, а крыльям линии — значительно меньшее. Вспомнив, как выглядит типичная характеристическая кривая фотопленки, связывающая изменение экспозиции с соответствующими относительными изменениями интенсивности света, мы можем сообразить, что для очень низких уровней освещенности большое изменение относительной интенсивности приводит лишь к очень незначительному увеличению экспозиции фотопленки. Применительно к рис. 10 отсюда можно заключить, что с ростом тока накачки поглощение в крыльях атомных линий увеличивается слабо. В этой нелинейной области чувствительности фотопленки небольшое уменьшение ее экспозиции проявляется как значительное ослабление интенсивности прошедшего света. Вследствие этого атомные линии поглощения кажутся значительно более широкими.