Lasery v chemii

Sylabus

Lasery a vlastnosti laserového záření. Pojem aktivní prostředí, rovnovážné energetické rozložení, buzení, nerovnovážné rozložení, inverzní teplota. Princip laseru, optické zesílení, optická zpětná vazba, generace záření, vlastnosti rezonátorů. Pojem koherence, časová koherence, prostorová koherence laserového záření.

Typy laserů: podle aktivního prostředí, podle generace (kontinuální, pulsní), podle spektroskopických vlastností (laditelné). Významné lasery: pevnolátkové, plynové, barvivové, polovodičové, na volných elektronech.

Interakce záření s hmotou podle hustoty energie záření. Spektroskopická a nespektroskopická interakce, destruktivní působení při vyšších hustotách energie.

Laserová spektroskopie. Charakteristika, základní rozdělení.

Lineární spektroskopické metody: Absorpční spektroskopie, princip a použití, diodový spektrometr. Absorpční spektroskopie v dutině rezonátoru, princip, použití a výhody. Starkovská a Zeemanovská absorpční spektroskopie, princip "ladění" absorpčních čar na laserovou emisní čáru. Optoakustická detekce a odvozené metody, princip a použití. LIF (laserem indukovaná fluorescence), princip, detekce ultranízkých koncentrací. Lineární Ramanova spektroskopie, princip.

Nelineární spektroskopické metody: Saturační subdoplerovská spektroskopie, princip, spektroskopie subdoplerovského rozlišení. Dvoufotonová spektroskopie, princip eliminace dopplerovského rozšíření, porovnání citlivosti se saturační spektroskopií pomocí CW laserů. Vícefotonové a vícekvantové procesy, procesy vedoucí k ionizaci a fotodisociaci. CARS (Coherent Antistokes Raman Spectroscopy), princip metody, výhody při srovnání s jednofotonovou Ramanskou metodou.

Speciální metody laserové spektroskopie: fotoakustická spektroskopie. Časově rozvinutá spektroskopie, užití času jako dalšího nositele informačního obsahu. Dálková detekce lidarem, princip lidarových metod, DIAL, příklady použití dálkové detekce atmosférických polutantů.

Anotace

Lasery a vlastnosti laserového záření. Typy laserů.

Významné lasery. Interakce záření s hmotou podle hustoty energie záření.

Laserová spektroskopie. Lineární a nelineární spektroskopické metody.

Absorpční spektroskopie. Ramanova spektroskopie.

Speciální metody laserové spektroskopie. Fotoakustická spektroskopie