ЛАЗЕРНА СПЕКТРОСКОПІЯ

розділ оптич. спектроскопії, що вивчає отримані за допомогою лазера спектри випускання, поглинання, розсіювання. Л. с. дозволяє досліджувати в-ва на атомно-мол. рівні з високою чутливістю, вибірковістю, спектральним і тимчасовим дозволом. Залежно від типу взаємодій. світла з досліджуваним в-вом, методи Л. с. підрозділяють на лінійні, засновані на одноквантовом лінійному взаємодій. , І нелінійні, засновані на нелінійному одноквантовом або багатоквантових взаємодії. У спектральних приладах використовують лазери з перебудовується частотою - від далекої ІЧ області до вакуумного УФ, що забезпечує збудження майже будь-яких квантових переходів атомів і молекул. Перебудовувані лазери з вузькою смугою випромінювання, зокрема, інжекції. лазери в ІК області і лазери на барвниках у видимій області (а в поєднанні з нелінійним перетворенням частоти - в ближній УФ та ближній ІЧ областях) дають можливість вимірювати справжню форму спектра поглинання зразка без к. -л. впливу спектрального інструменту. Використання перебудовуються лазерів підвищує чутливість всіх відомих методів спектроскопії (абсорбційних, флуоресценції і т. Д.) Як для атомів, так і для молекул. На основі таких лазерів були розроблені принципово нові високочувствіт.методи: внутрірезонаторними лазерної спектроскопії, когерентного антистоксових комбінації. розсіювання (див. Комбінаційного розсіювання спектроскопія), резонансної фотоіонізаціонний Л. с. Останній метод заснований на резонансному збудженні частинки імпульсним лазерним випромінюванням, частота к-якого точно налаштована на частоту резонансного переходу, і подальшої іонізації збудженої частки шляхом поглинання одного або дек. фотонів з доповнить. лазерного імпульсу. При достатній інтенсивності лазерних імпульсів ефективність резонансної фотоіонізації близька до 100%, така ж ефективність реєстрації іона електронним помножувачем. Це забезпечує високу чутливість методу і можливість детектування слідів елементів в зразках на рівні 10 -10 -10 -12 % в звичайних експериментах, а в спеціальних - на рівні одиночних частинок. Висока інтенсивність випромінювання дозволяє здійснювати нелінійний взаємодій. світла з атомами і молекулами, за рахунок чого значить. частина частинок м. б. переведена в збуджений стан, а також стають вірогідними заборонені одноквантовие і багатоквантових резонансні переходи між рівнями атомів і молекул, неспостережувані при слабкій інтенсивності світла. Коротка (керована) тривалість випромінювання дозволяє порушувати високолежащіе рівні енергії за часи коротше часу релаксації будь-якого квантового стану. З використанням лазерів ультракоротких (пікосекундних і фемтосекундних) імпульсів розроблені методи спектроскопії з тимчасовим дозволом до 10 -14 с. Ці методи забезпечують випромінювання первинних фотофіз. і фотохім. процесів за участю збуджених молекул, дослідження короткоживучих частинок (радикалів, комплексів і т.д.). Висока монохроматичность лазерного випромінювання забезпечує вимір спектрів з майже будь-яким необхідним спектральним дозволом і, крім того, дозволяє вибірково порушувати атоми і молекули одного виду в суміші, залишаючи молекули ін. Видів непорушення, що особливо важливо для аналіт. застосувань. За допомогою імпульсів спрямованого лазерного випромінювання можна досліджувати спектри флуоресценції і розсіювання у віддаленій області, напр. в верх. атмосфері, і отримувати інформацію про її складі. Цей принцип використовується в методах дистанційним. лазерної спектроскопії, що розробляються для контролю навколишнього середовища. При фокусуванні лазерного світла на малу площу з розмірами (в межі) порядку довжини Світловий хвилі можна отримати великі інтенсивності, що забезпечують швидке нагрівання і випаровування локальної області. Це св-во лазера лягло в основу мікроспектрального емісійного аналізу атомів і локального мас-спектрального аналізу молекул. З точки зору шляхів релаксації енергії збуджених частинок і, соотв. , Методів детектування, розрізняють слід. методи Л. с. : 1) абсорбційної-трансмісійні, засновані на вимірі спектра пропускання зразка (нечутливі до долі збуджених частинок); 2) опто-калоріметріч. (Опто-тримаючи., Опто-акустич. І т. Д.), Засновані на безпосередньому вимірі поглиненої в зразку енергії; при цьому необхідна релаксація частини енергії збудження в тепло (безизлучат. релаксація); 3) флуоресцентний, заснований на вимірюванні інтенсивності флуоресценції як ф-ції довжини хвилі збуджуючого лазера (ізлучат, релаксація); 4) опто-гальваніч. , В к-ром збудження частинок реєструють по зміні провідності, і фотоіонізаційні - по появі заряджених частинок.Прилади, що застосовуються в Л. с. , Принципово відрізняються від звичайних спектральних приладів. У приладах, що використовують лазери з перебудовується частотою, відпадає необхідність в розкладанні випромінювання в спектр за допомогою диспергирующих елементів (призм, дифракції. Решіток), що є осн. частиною звичайних спектральних приладів. Іноді в Л. с. застосовують прилади, в яких брало випромінювання розкладається в спектр за допомогою нелінійних кристалів. Л. с. застосовують для дослідження кінетики і механізму р-ції (в т. ч. фотохім.), точного вимірювання мовляв. постійних (напр., моментів інерції), избират. визначення ультрамалих кол-в в-ва і т. д. Спектри багатоступінчастого лазерного збудження мають більшу вибірковістю, ніж звичайні спектри поглинання, добре комбінуються з хроматографією, мас-спектрометрією і т. д. Літ. : Жаров В. П., Летохов В. С., Лазерна оптико-акустична спектроскопія, М., 1984; Демтрёдер В., Лазерна спектроскопія. Основні принципи і техніка експерименту, пров. з англ ... М., 1985; Лазерна аналітична спектроскопія, під ред. B. C. Летохова, М., 1986; Летохов B. C., Лазерна фотоіонізаціонний спектроскопія, М., 1987. B. C. Летохов.


Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.