Прогресс техники перестраиваемых по частоте лазеров привел к глубоким преобразованиям методов оптической спектроскопии, сделав ее еще более мощным и эффективным инструментом исследования атомов, молекул, твердого тела. Перестраиваемые лазеры привнесли новое в каждый из известных методов спектроскопии и привели к рождению многих принципиально новых методов нелинейной спектроскопии.
В Институте спектроскопии АН СССР почти с момента его создания (в конце 1968 г.) начали интенсивно развиваться исследования в области лазерной спектроскопии, в частности нелинейной спектроскопии сверхвысокого разрешения, ультрачувствительной фотоионизационной спектроскопии многоступенчатого возбуждения атомов и молекул, спектроскопии электронных переходов молекул в низкотемпературных матрицах, спектроскопии высоковозбужденных колебательных состояний молекул, пикосекундной спектроскопии биомолекул и т. д. В каждой из этих областей за прошедшие годы достигнуты результаты первостепенного значения. Достаточно упомянуть лазерное детектирование одиночных атомов и молекул, лазерное «выжигание узких провалов» в электронных спектрах сложных молекул, лазерное охлаждение атомов и т. д.
По мере развития фундаментальных исследований с помощью новых методов лазерной спектроскопии становилось ясно, что разработанные методы представляют немалый практический интерес для спектрального анализа вещества на новом уровне возможностей, недоступном прежним, долазерным методам. Поэтому в последние 10 лет в Институте спектроскопии было проведено широкое исследование аналитических возможностей методов лазерной спектроскопии, в которых участвовало несколько лабораторий института.
Необходимость пропаганды и внедрения новых эффективных методов лазерного спектрального анализа привела нас к решению систематизировать результаты наших работ в Институте спектроскопии в виде обзоров по основным методам лазерной аналитической спектроскопии, написанных ведущими учеными института, активно разрабатывающими эти новые методы, и объединить эти обзоры в коллективную монографию с общим введением в проблему. Именно такая монография предлагается вниманию читателей.
В данной книге рассмотрено большинство основных методов лазерной спектроскопии атомов и молекул, которые сейчас доведены до уровня аналитических применений. В области атомного спектрального анализа описываются методы лазерного возбуждения флуоресценции (М. А. БОЛЬШОЕ), многоступенчатой резонансной ионизации (Г. И. Беков, В. С. Летохов). В области молекулярного спектрального анализа описываются методы ИК абсорбционной спектроскопии молекул с помощью инжекционных диодных лазеров (Ю. А. Курицын), лазерного возбуждения тонкоструктурных спектров флуоресценции сложных молекул в низкотемпературной матрице (Р. И. Персонов), многофотонной ионизации молекул (В. С. Антонов и В. С. Летохов). Специальное внимание уделено лазерным методам, допускающим сочетание с известными методами анализа, в частности комбинация метода оптико-акустической спектроскопии с газовой хроматографией (В. П. Жаров) и лазерной десорбции молекул с масс-спектро-метрией (А. Н. Шибанов).
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ............................... 3
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ЛАЗЕРНУЮ АНАЛИТИКУ............. 5
(Летохов В. С.)
1.1. Свойства лазерного света....................... 5
1.2. Проблемы лазерной спектроскопии.................. 7
1.3. Пути использования лазеров в аналитике............... 9
1.4. Методы линейной лазерной спектроскопии............... 13
1.5. Методы нелинейной лазерной спектроскопии.............. 30
1.6. Заключение.............................. 39
Глава 2."ЛАЗЕРНЫЙ АТОМНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ....... 43
(Большое М. А.)
2.1. Введение............................... 43
2.2. Физические основы метода...................... 44
2.3. Экспериментальная методика и аппаратура.............. 55
2.4. Аналитические приложения метода ЛАФ................ 61
2.5. Измерение спектроскопических параметров............... 70
2.6. Заключение. Перспективы....................... 73
Глава 3. ЛАЗЕРНЫЙ АТОМНО-ФОТОИОНИЗАЦИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ
АНАЛИЗ............................... 77
(Беков Г. И., Летохов В. С.)
3.1. Введение. Постановка задачи..................... 77
3.2. Метод лазерной многоступенчатой фотоионизации атомов........ 78
3.3. Техника атомно-фотоионизационной аналитической спектроскопии .... 91
3.4. Аналитические эксперименты фотоионизационным методом....... 100
3.5. Заключение. Перспективы....................... 117
Глава 4. ИНФРАКРАСНАЯ АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ С
ИНЖЕКЦИОННЫМИ ЛАЗЕРАМИ.................. 120
(Курицын Ю. А.)
4.1. Введение............................... 120
4.2. Полупроводниковые инжекционные лазеры............... 121
4.3. Спектрометры высокого разрешения на инжекционных лазерах..... 126;
4.4. Методики регистрации спектров и определения концентрации...... 136
4.5. Вопросы калибровки......................... 148
4.6. Молекулярная спектроскопия высокого разрешения.......... 152
4.7. Спектральный анализ с инжекционными лазерами........... 162
4.8. Заключение.............................. 169
Глава 5. ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ В ХРОМАТОГРАФИИ 174 (Жаров В. 11.)
5.1. Введение............................... 174
5.2. Аналитические возможности ОА-спектроскопии при анализе простейших смесей................................ 175
5.3. Лазерная ОА-спектроскопия в газовой хроматографии......... 184
5.4. Лазерная ОА-спектроскопия в жидкостной хроматографии....... 197
5.5. ОА-спектроскопия в тонкослойной хроматографии........... 203
5.6. Заключение.............................. 207
Глава 6. ЛАЗЕРНЫЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ
МОЛЕКУЛ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ............... 209'
(Лерсонов Р. И.)
6.1. Введение............................... 209
6.2. Некоторые сведения из теории.................... 210
6.3. Принципы селективной спектроскопии молекул в матрицах....... 213
6.4. Экспериментальная техника..................... 226
6.5. Аналитические применения....................... 229
6.6. Некоторые другие применения селективных методов.......... 237
6.7. Заключение........ ..................... 239
Глава 7. ФОТОИОНИЗАЦИОННАЯ ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И МАСС-
СПЕКТРОМЕТРИЯ МОЛЕКУЛ.................... 242
(Антонов В. С., Летохов В. С.)
7.1. Введение............................... 242
7.2. Принципы резонансной многофотонной ионизации молекул....... 244
7.3. Фотоионизационная лазерная масс-спектрометрия........... 255
7.4. Фотоионизационное детектирование молекул в буферном газе...... 266
7.5. Заключение.............................. 270
Глава 8. ЛАЗЕРНАЯ ДЕСОРБЦИОННАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ И БИООРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ....... 273
(Шибанов А. Н.)
8.1. Введение............................... 273
8.2. Лазерная десорбционная масс-спектрометрия с использованием ИК-излучення 277
8.3. Лазерная десорбционно-фотоионизационная масс-спектрометрия..... 290
8.4. Лазерная микроаналитическая масс-спектрометрия органических и биоорганических образцов (ЛАММА-метод)................ 302.
8.5. Заключение............................. 312:
Цена: 300руб.
