Книга является первой монографией, в которой сравнительно полно и систематически изложены методики и описана аппаратура для спектроскопии в дальней инфракрасной, субмиллиметровой и миллиметровой областях спектра. Она обобщает проведенные за рубежом исследования по созданию средств миллиметровой п субмиллиметровой техники для этой цели. В ней детально рассмотрены интерференционные методы в спектроскопии, принципы построения п конструкции решеточных монохроматоров, когерентные источники излучений, субмиллпметровые лазеры, приемники излучений, элементы волноводных и квазноптнческих трактов и т. д. Много внимания уделено также физике процессов, протекающих в приборах, и физическому обоснованию описываемых методов.
Научный уровень книги очень высок. В ее создании принимали участие видные зарубежные ученые, непосредственно работающие в данной узкой области и внесшие в ее развитие немалый вклад.
Книга полезна инженерам и научным работникам многих специальностей — физикам, радиотехникам, биологам, химикам, медикам.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Еще совсем недавно область электромагнитного спектра с длинами волн от нескольких десятков микрон до нескольких миллиметров, т. е. участок спектра, лежащий между оптическим и радиочастотным диапазонами, представлялась довольно экзотической как оптикам, так и радиофизикам. Конечно, давно стало известно, сколь заманчиво было бы использовать этот диапазон волн для спектроскопии: ведь характерные частоты вращательных движений молекул газов и паров, частоты колебаний в ионных и молекулярных кристаллах, равно как и частоты некоторых электронных переходов в твердых телах, лежат как раз в этой области спектра. К ней же относятся характерные энергии фазовых переходов в сверхпроводниках и ферромагнетиках, энергии крутильных колебаний полимерных молекул (в том числе биополимеров) и т. п. П. Н. Лебедев, первым осуществивший генерацию миллиметровых волн, еще в начале века отмечал, что спектроскопия в этой области может дать много сведений о структуре и свойствах разных веществ.
На протяжении всего текущего столетия не прекращались попытки использовать длинноволновый инфракрасный, субмиллиметровый и миллиметровый диапазоны волн для спектроскопических исследований, но до пятидесятых годов они оставались малоэффективными из-за больших экспериментальных трудностей. Одна из них была связана с отсутствием достаточно интенсивных источников излучения. Основная доля теплового излучения нагретых тел или излучения газового разряда дуговой лампы приходится на видимую и ближнюю инфракрасную области спектра. В длинноволновой части инфракрасного диапазона мощность излучения этих источников составляет лишь ничтожную долю общей излучаемой мощности: так, пока еще чаще других используемый источник — дуговая лампа — при полной мощности излучения порядка 1 кет дает в субмиллиметровой области в 10%-ной спектральной полосе мощность излучения меньше Ю~~7 вт. Легко представить, насколько трудно обеспечить надлежащую фильтрацию полезного излучения в таких условиях. Создание высококачественных светосильных решето к-эшелетт,
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию................ 5
Глава 1. Спектроскопия в области 3 — 200 см~1
(Д. X. Мартин)................... 9
1. Введение..................... 9
2. Сравнение спектрометрических методов с оптической точки зрения................... 16
3. Выбор спектрометрического метода........ 27
4. Субмиллиметровые лазеры ............ 34
Глава 2. Интерференционная спектроскопия с фурье-
преобразованнем (П. Л. Ричарде)......... 37
1. Введение..................... 37
2. Теория ..................... 38
3. Преимущества фурье-спектроскопии........ 45
4. Методы фурье-спектроскопии........... 46
5. Типы интерферометров.............. 64
6. Сопоставление характеристик спектрометров .... 70
ГГл а в а 3. Решеточная спектроскопия (Г. Р. Уилкинсон,
Д. X. Мартин).................. 75
1. Введение..................... 75
2. Источники излучения............... 75
3. Монохроматоры ................. 77
4. Детектирование и запись сигнала......... 96
5. Подготовка образцов............... 99
6. Спектрометры .................. 104
7. Оценка параметров и калибровка спектрометров 111
Глава 4. Детекторы (Е. X. Патли, Д. X. Мартин) ...
* . 1^О
1. Введение..................... 123
2. Характеристики идеального детектора....... ^,ч
3. Кристаллические детекторы с точечным контактом . 128
4. Фотоэлектрические детекторы........... JJQ
5. Тепловые детекторы ............... igg
6. Усилители, предназначенные для работы с детекторами 145
7. Сравнение характеристик детекторов........ 157
8. Направления исследований............ 165
Глава 5. Генераторы гармоник и полупроводниковые
детекторы (Дж. Г. Бейкер)............ 168
Введение...................... 168
1. Свойства полупроводников............ 170
2. Генераторы гармоник на выпрямляющем диоде . . . 183
3. Полупроводниковые детекторы .......... 217
4. Диоды с накоплением заряда и ферриты...... 246
5. Генераторы СВЧ-колебаний на полупроводниковых диодах ..................... 262
6. Плазиенно-дуговые генераторы гармоник ..... 268
Глава 6. Электронные генераторы когерентного СВ Ч-
излучеиия (П. Н. Робсон)............. 280
1. Введение..................... 280
2. Развитие методов генерации когерентных миллиметровых и субмиллиметровых волн......... 281
3. Клистронные генераторы............. 284
4. Взаимодействия в бегущей волне......... 296
5. Генераторная лампа обратной волны........ 300
6. Резонаторный магнетрон как источник коротких миллиметровых волн............... 316
7. Генераторы гармоник на релятивистских электронных пучках ..................... 31'
8. Электронные генераторы когерентного миллиметрового и субмнллиметрового циклотронного излучения 321
Глава 7. Распространение миллиметровых и субмн.гли-
метровых волн (Д. Дж. Кроун, Дж. М. Ван Ниланд) 327
497 1. Введение .....................
2 Краткое изложение теории электромагнитного поля 327
ччк
3. Стандартные волноводы ............. • оои
4, Многоволновые волноводы ............ 339
5 Н-волноводы ................. 348
6. Диэлектрические стержневые волноводы ...... 357
7 Лучеводы ..................... 371
8. Другие элементы волноводнон техники
Цена: 300руб.
