Furjē transformācijas spektrometrs ar lāzeru sistēmu

Pateicoties mecenātam SIA “Mikrotīkls”, LU EZTF Lāzeru centrs nesen saņēma jaunu lāzeru, kas dod jaunu impulsu turpmākai pētniecībai. Ir sākts darbs ar jauno Titāna-Safīra lāzeru. Titāna-Safīra lāzeri ir īpaši ar to, ka to izstarotās gaismas frekvenci var skenēt diapazonā no apmēram 700 nm līdz 1000 nm. Tas paver iespējas daudziem pētniecības virzieniem, kurus nevarētu realizēt ar citiem lāzeriem, kuri strādā vai nu ļoti šaurā viļņu garuma diapazonā, vai vispār nespēj nodrošināt gaismu vajadzīgajos viļņu garumos.

Izvēlētā lāzera sistēma aizstāj lāzeru, kas vairs nedarbojas, un ko plaši izmanto galvenajos pētījumos, kurus veic Lāzeru centrā. Jaunais lāzers var nodrošināt visu četru Lāzeru centra laboratoriju darbu. Infrasarkanā starojuma lāzerus ar maināmu viļņa garumu intensīvi izmanto Molekulu optiskās polarizācijas laboratorija, pētot divatomu molekulu spektrus un enerģijas līmeņus. Atomu fizikas laboratorija varēs paplašināt savu potenciālo eksperimentu klāstu, jo varēs piekļūt plašākam pāreju un jaudas diapazonam. Krāsu centru laboratorija var izmantot augstas stabilitātes 532 nm lāzera starojumu, lai veiktu visprecīzākos slāpekļa vakanču centru mērījumus, kā arī potenciāli infrasarkano starojumu bez-izstarojumu pāreju pētījumiem. Savukārt, Astrospektroskopijas laboratorija varētu izmantot lāzeru, lai pētītu astrofizikāli interesantu materiālu spektrus. 

Galvenais darba virziens ir divatomu molekulu, piemēram, RbCs un KCs, potenciālās enerģijas līkņu izpēte. Šādas molekulas ir iespējams ceļš uz Bozes-Einšteina kondensāciju molekulās, bet, lai to panāktu, ir nepieciešami dati par ierosinātiem elektroniskajiem stāvokļiem, kas balstīti uz ļoti precīziem spektriem. Šos spektrus iegūst, kombinējot ierosināšanu ar infrasarkanā starojuma lāzeriem ar Furjē transformācijas spektrometru un analizējot šos rezultātus ar modernu teoriju palīdzību. Lāzeru centram ir unikāla infrastruktūra un pieredze, kas ļauj veikt šādu darbu. Pēdējos gados to kavēja novecojušais Ti:safīra lāzers, kas nenodrošināja šim jutīgajam darbam vajadzīgo jaudas līmeni un stabilitāti.

Turklāt MOLPOL laboratorija kopā ar kolēģiem no Berlīnes un citos pētījumos sadarbībā arī ar astrospektroskopijas laboratoriju, izmantojot Ti:safīra lāzeru, ir veikusi dažādu astrofizikāli interesantu elementu, piemēram, niobija, lantāna, holmija un tūlija precīzu spektroskopiju. Šis darbs ir svarīgs, jo astronomiskās aparatūras attīstība ir pārsniegusi pieejamo spektroskopisko informāciju par vairākiem elementiem. Labāka informācija par šiem elementiem ļauj precīzāk noteikt, piemēram, vielas ātrumu un magnētiskos laukus zvaigžņu atmosfērās.

Atomu un molekulārās fizikas laboratorija ir aktīvi iesaistījusies fundamentālajos un lietišķajos pētījumos. Fundamentālo pētījumu mērķis ir izprast lāzera starojuma mijiedarbību ar atomiem gāzveida stāvoklī ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē, jo īpaši saistībā ar atomu supersīkstruktūru. Salīdzinot eksperimentālo mērījumu rezultātus ar sarežģītu teorētisko modeļu rezultātiem, var izprast smalkus efektus. Šos efektus pēc tam var izmantot pielietojumos, lai mērītu magnētiskos laukus, kas šobrīd ir lietišķo pētījumu darba uzmanības centrā. Šajā sakarā laboratorija ir izstrādājusi dažādas vektoru magnetometrijas metodes.

Iepriekš liela daļa darbu ar rubīdija un cēzija atomiem tika veikti, izmantojot diožu lāzerus. Tomēr īpaši noderīgs ir Ti:safīra infrasarkanais lāzers, jo tas var nodrošināt lielāku jaudu un labāku viļņa garuma stabilitāti. To var arī izmantot, lai piekļūtu plašākam pāreju diapazonam nekā to šobrīd nodrošina mūsu rīcībā esošie diožu lāzeri. Jau iepriekš Lāzeru centrs cerēja izmantot Ti:safīra lāzeru dažiem īpaši jutīgiem eksperimentiem, taču pašreizējais Ti:safīra lāzers vairs nespēja nodrošināt pietiekamu jaudu ar nepieciešamo stabilitāti.

Krāsu centra laboratorijai var palīdzēt jaudīgs Ti:safīra pumpējošais lāzers, kas izstaro zaļo gaismu. Tika iegādāta īpaša ierīce, kas ļauj novirzīt daļu no Ti:S pumpējošā lāzera zaļās gaismas citiem eksperimentiem. 

LU EZTF Lāzeru centra darbinieki ir pateicīgi mecenātam SIA “Mikrotīkls” un LU fondam par sniegto atbalstu jaunu pētījumu veikšanai daudzos pētniecības virzienos.

 

Dalīties