Лазеры и их применения в ядерных технологиях: [учеб. пособие]

)

.

.

“

”

2008

УДК 621.373.826(075) ББК 32.86-5я7 К 43 Киреев С. В., Шнырев С. Л. Лазеры и их применения в ядерных технологиях: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008. − 180 с. Посвящено изучению свойств источников когерентного излучения – лазеров, а также вопросам их практического использования. В пособии изложены физические принципы работы лазерных источников излучения, описаны наиболее распространенные и широко используемые в настоящее время лазеры. Рассмотрены некоторые интенсивно развивающиеся области применения лазеров в ядерных технологиях: лазерное разделение изотопов, лазерные методы очистки и дезактивации поверхностей, лазерный термоядерный синтез, лазерное детектирование вредных веществ в атмосфере. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям “Физика конденсированного состояния вещества”, “Лазерная физика”, изучающих курсы “Квантовая радиофизика”, “Методы лазерной диагностики”, “Лазеры и их применение” и др. Пособие подготовлено в рамках инновационной образовательной программы МИФИ Рецензент д-р физ.-мат. наук С.А. Гончуков ISBN 978-5-7262-0986-9 © Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2008

Редактор Т.В. Волвенкова Подписано в печать 10.10.08 Формат 60×84 1/16. Печ. л. 11,25 Уч.- изд.л. 11,25 Тираж 150 экз. Изд. № 1/36. Заказ № Московский инженерно-физический институт (государственный университет). 115409, Москва, Каширское ш., 31 Типография издательства “Тровант”. г. Троицк Московской области

2

1.

5 1.1.

, .

5

1.2. 11 1.3.

,

19

1.4.

23

1.5.

27

1.6.

:

,

,

35

1.7.

: ,

,

45

1.8.

55

1.9.

60

1.10.

67

1.11.

73 78

2.

80 2.1.

80

2.2

91

2.3.

107

2.4.

112 3

2.5.

121

2.6.

123

2.7.

127 135

3.

137 3.1.

137

3.2.

152

3.3.

159

3.4. 167 178 180

4

1. 1.1.

, . , , . (

,

,

,

.)

-

. , (

,

,

), -

, .

,

,

. . -

2

*

(

).

,

, ,

,

-

, . .

,

-

E ,

: (1.1)

. E.

Hˆ

Hˆ –

,

-

. . 5

, .

, . , n

,

)

,

, En (n –

).

-

, . ,

-

–

. , .

.

, . , ,

,

. : Ni

gj

N gi exp( Ei / kT ) exp( E j / kT )

Ngi exp( Ei / kT ) , (1.2) Q

j

Ni – (

Ei, gi – ,N–

) 6

-

, k = 1,38·10-23 ,Q–

/K –

,

–

:

, Ni

N.

i

Em > En. , . (1.2) Nm

. -

: Nn

gm

Em

g n exp

En .

(1.3)

kT

, (gn = gm), -

.

. ,

,

: Nn

gn

> Nm

gm

(1.4)

.

,

, .

. . )

,

,

, m.

Em > En, n.

E = Em – En. , .

7

-

(

,

),

. ,

-

(

), : mn

6,6·10 .

h= 2

-34

Nm

h

mn

Em

(1.5)

En ,

–

,

mn

m m

(

–

-

), m

n(

) N m:

dN m

(1.6)

Amn N m .

dt

Amn . :

1

mn

,

-

m

Amn

.

n. , , , (1.5), ,

. -

m. E = Em – En,

, . ,

). .

(

-

)N n ,

(1.7)

, :

dN n

dt

Bnm (

8

nm

Bnm

( –

nm

)–

(

Bnm

(

·c-1), ,

2

(

Wnm

-2

).

nm )

. , 1916 .

,

m, (1.5).

, ,

,

m n E = Em – En

,

. ,

, .

(

)

. m

: dN m

Wmn

Bmn – Bmn

-

(1.7) Bmn (

dt

nm

(1.8)

) Nm ,

, (

– nm )

. -

. ,

. ,

, -

. ,

, ,

, .

, ,

,

-

, :

,

-

. . 9

–

-

, . , , . (

)–

,

. (

). ,

-

,

. .

,

-

.

.

, . ,

.

. .

, -

,

: 2

8 v

c

3

h h exp kT

(1.9)

.

1

,

(1.6) – (1.8)

: N m Amn

N m Bmn (

nm

10

)

N n B nm (

nm

).

(1.10)

(

nm

)

(1.3): Amn Nn B N m nm

Amn gn h nm Bnm exp gm kT

Bmn

(1.9)

nm

(1.11)

.

Bmn

,

:

Bnm g n

Bmn g m ,

(1.12)

Amn

8 h 3nm . c3

(1.13)

Bmn

,

-

,

.

,

(1.12) (

). ,

-

,

(1.12)

(1.13)

, .

,

-

: Wmn 3

8 h nm c3

3

(

nm

(1.14)

) Bmn .

-

,

.

, ,

,

,

.

1.2. ,

, .

11

.

. :

.

E t

(1.15) , , . -

,

, .

,

, ,

. ,

(1.15) .

, ,

-

. . -

(

0

),

( Em En )

mn

M

D.

,

. x (t )

: x

x

2 0

x

12

0,

2 0

D

M

(1.16)

x(0)

x (t )

0.

x 0 , x( 0 )

x 0 exp(

<<

0

t 2) exp( i

0

: t) .

(1.17) -

,

-

.

-

g( )

x (t )

:

1 2

g( )

1 2

x(t ) exp( i 0t )dt 0

ix0 i

0

2

. (1.18) -

*

: G( ) ~ g( ) g ( ) . 0,

(

0

) 2 <<

2 0

,

0

,

)

( :

G

2 0 2

x

1 2

)

2

0

,

4

.

(1.19)

:

g ( )d

1.

(1.20) :

(

0

)2

(

2) 2

(

0

/2 (

)2

(1.21)

2) 2

. ,

-

/2 . , . 13

,

-

( )

-

. , ,

-

: m

n

2

–

.

(1.22) -

. , ,

,

. . , (

-

). ,

,

, ,

, ,

. -

, ).

, , ,

. -

, . ,

, ,

.

, .

, .

-

: ~ 1

~a ~ 1 , u p 14

(1.23)

–

, , u ( – ,

–

–

2 kT M

), p –

.

, ,

Kp ,

(1.24) , -

– , . K 5–10

.

,

,

.

.

,

-

, ( ). ,

,

-

( ). ( )

,

. (

,

)

,

-

.

, -

. . , . 15

, ,

.

,

. .)

-

V. ,

,

,

-

,

: 0

,

0

(1 V ) , c

(1.25)

– ,

«

«

»

, -

» . ,

.

, , , :

–

MV 2 , 2kT

M exp 2 kT

W (V )

(1.26)

. W(V)

( )

: W (V ) dV .

( )d

(1.27) ( )

: ( )

1

2 0

exp

T

,

(1.28)

T

T

–

, e

0: 0 T

u c

. 16

(1.29)

,

, 0

,

, : 2

T

ln 2 .

(1.30)

,

(1.28),

-

. . ,

.

. 1.1.

(1)

(2)

. 1.1 . ,

0

.

, 17

-

, , .

.

(1.29) .

, , .

. 1.2.

,

.

,

(1.28)

. ,

-

:

, F( )

const

1

c

exp

0 2

18

u 2

2 0 2

d '.

(1.31)

. 1.2

-

,

. ,

,

-

, . 1.3.

,

m n, z ( . 1.3) (

-

Em > En. )I[

2

].

. 1.3.

z : I (z)

z) ,

I (0) exp(

–

(1.32)

. : 1 dI . I dz

(1.33)

,

(1.7) dI dz

Bmn N m

19

Bnm N n

).

(1.8): (1.34)

,

, , ,

;

-

, ,

, . (1.32) – (1.34) 2

Amn c 8 2

( )

:

gn Nm F( ) gm

Nn

( ) Nn

),

gn N m . (1.35) gm

,

-

. (1.4)

,

-

, . ,

: Nn

gn

< Nm

gm

.

(1.36) ,

-

. , , . , ,

-

, ,

.

,

,

. (1.3)

(1.36)

, . g,

: 20

, <0. -

g

Nn

gn Nm . gm

(1.37)

L ,

-

( ): G=gL.

(1.38) -

–

.

,

,

-

. .

-

, ,

, , .

(

),

-

–

. ,

(1.36).

, -

. ,

,

,

, . 1 R1

I1 (

R2

. 1.4).

. 1.4. 21

1

2

-

2: I2

I1 exp( gL) .

(1.39)

I3

I 2 R2 .

(1.40) -

: , : I4

,

I1 R2 exp(2 gL) .

I 2 exp( gL)

,

(1.41) , -

1 , : I5

R1 R2 exp(2 gL ) .

I 4 R1

(1.42)

, ,

,

I5>I1.

: 1 1 . ln R1R2 2L

g

(1.43)

,

,

-

, , . ,

,

,

-

.

,

,

. ,

, ,

,

-

. . . , , : g

1 1 ln 2L R1 R2 22

.

(1.44)

1.4. -

, 0

( E2 E1 ) / h , 1 2

, .

, . (1.4), (

). -

,

N

const , N2 N1 )

N1 N 2

N2

W ( N2

N –

: (1.45 ) .

(1.45 )

2

,W–

-

(

),

2

2, : 1

1

1

.

(1.46)

2

:

N

N2

N1 N2 ,

( N1 N 2 ) ( N1 2

(1.47) N2 N2 )

: N

N 2

.

(1.48)

: N2

N . 2

(1.45)

(1.49) :

23

N

1

N (2W

N

)

2

.

(1.50)

2

,

N

0,

-

:

N 1 2W

N

.

(1.51)

2

,

.

N W 2 >>1 N

0,

N1

N2

N . 2

, .

-

(1.35) , ,

(

.

)

,

,

(1.51),

.

I

:

I

W

,

h

–

(1.52) (

. 1.35).

: N IS

h

1

N , I IS

–

2

(1.53)

,

-

.

I

IS

N

N . 2 -

: 0

1 24

I IS

,

(1.54)

0

–

(

I=0).

-

1.5.

. 1.5.

, ,

. , .

,

:

N 2(0) , 1 I IS

N2

N 2(0) –

(1.55) .

25

,

-

(1.54): g

)

N 2(0) N1(0) 1 I IS

g0 . 1 I IS

(1.56)

. .

,

-

, , 0

) ,

(1.25). : , (

. 1.6).

. 1.6. 26

, -

:

-

. , .

. 1.5. . ,

, .

. , .

,

-

, –

-

-

. , , .

.

(

, N1, N2, N3 –

. 1.7). , N0 –

.

q–

. 3

,

2

,

N3

0. 27

-

: N1 N 2

N2

N,

(1.57 )

W N1 Bq( N 2

N1 )

N2

,

(1.57 )

2

q VBq ( N 2

N1 )

q

.

(1.57 )

p

(1.57 )

W ( -1),

, 2.

-

( ).

N3 N2

N1 . 1.7.

(1.57 ) V .

-

, , .

V

)

(

-

. ,

28

. ,

.

-

c

(

,

). ,

,

(1.57 )

, ,

q

,

-

. q(0)=0, .

0,

, (

-

), .

,

(1.57)

,

,

t=0 : q(0)=q0.

(1.57),

-

B

p

L. 1

2

. , . ,

–

–

I

.

-

:

I

I 0 (1 T1 )(1 T2 )(1 T ) 2 exp(2

NL) 1 ,

(1.58)

N = N2 – N1. ,

:

(1 Ti ) 1 2

exp(

) :

i

ln(1 T1 ) , ln(1 T2 ) , ln(1 T ) ,

29

exp(

. i L)

(1.59) (1.60 ) (1.60 ) (1.60 )

: 1

.

2

2

(1.61) -

(

),

Ti .

i

:

I

I 0 exp( 2

NL

2 ) 1 .

(1.62)

: NL

I

<<1,

2I0

NL

(1.63) : (1.64)

.

2L c ,

t

, I t dI dt , dI I0 c N dt

-

: c . L

(1.65) -

,

(1.57 ). : B

c V

p

L . c ,

l

(1.66) L,

n,

B

, L’: (1.67)

L ' L ( n 1)l , : L' lc c L' V . , V' , p l VL ' V ' c N = N2 – N1,

(1.68) ,

, N

(1.57)

q: 30

-

N W (N

N

N ) 2 Bq N

N,

(1.69 )

2

q

1 .

q VB N

(1.69 )

p

q(t = 0) = q0,

N(t = 0) = –N1.

.

,

q

. ,

(1.69) 1

VB N > : 1 VB

N

c

p

p

,

.

.

(1.70)

, , : N= N ,

0 , q = 0. ( ,

N

),

, -

(1.69 ) ,

, 2

.

W

(1.70) (1.69 ), N 1 1 . N ) 2 2 ,

N (N

: (1.71)

, , . (1.69),

q 0.

N N

q

N

V 2

p

1 VB

W (N

-

: ,

(1.72 )

l

p

N

)

N

N 2

31

.

(1.72 )

W

,

W

V

q

p

(N

) (

N

:

1) .

(1.73)

.

-

2

, .

,

,

(

)

. -

, .

,

. ,

(1.70)

, . ,

, (

P

,

,

,

2,

q h T2 ).

: h V

P

2

N

1 .

N

(1.74)

2

(

. 1.8).

,

3 ,

N1

N3

N0

: N2

N2

W N0

0,

N,

BqN 2

1

0 -

(1.75 ) N2 , 2

32

2

(1.75 )

q .

q VBqN 2

(1.75 )

p

N,

:

q N

W (N

N ) Bq N

N

N,

(1.76 )

2

q

1

q VB N

.

(1.76 )

p

, . 2

, .

. 1.8.

, 2

-

, 1 2.

.

2-

,

1 33

0

1.

,

-

,

: N

1 VB

N

.

(1.77)

p

, . : N

W

(N (1.71)

N

1 N

)

1.

N

2

,

N N

2

(1.78)

2

1

.

. 1

.

2

. 2

, 1 .

: V

q

p

N

1) ,

(

(1.79)

2

: h V

P

2

1 .

N

(1.80)

2

. , . , 34

,

,

, , . ,

,

. .

-

. .

-

( ),

( ),

, .

1.6.

:

,

, –

– ,

,

,

, .

,

. – , ,

. ,

,

-

),

. ) .

. 35

-

,

V–

, 8

2

/ c3 (

V

), 109 – 1010.

-

, . ,

. . , .

, .

,

. , . .

,

,

.

, ,

-

. , . ,

:

L –

q

q

2

,

,q–

(1.81) ,L–

: c

q

q q

36

c . 2L

. (1.82)

,

q

( .1.9): c . 2L . .

q 1

(1.83)

,

. : TEMmnq.

TEM .

,

( TEMmn).

:

q, m (

)

x

-

, .

q ,

n

,

y m

, TEM00

q

n

q– .

.

.

,

. ,

, .

. 1.9.

,

, (

)

37

.

,

-

.

,

.

,

,

-

, . -

p.

Q– ,

. : ,

Q

(1.84)

p

p

–

. ,

p,

,

,

-

: 1 p

.

.

2

(1.85)

p

,

, .

p

I0.

-

: I ( z)

I 0 exp(

–

L

z) .

(1.86)

. z,

dI dz

L

,

:

I 0 exp( u = I/c,

du dz

u (

38

L

).

L

z)

L :

I,

(1.87)

(1.88)

,

dz = cdt,

: du dt

c u. L

(1.89) :

u

c t) . L

(1.90)

L . c

(1.91)

u0 exp(

,

p

e

: p

,

-

: 2

Q

p

L

,

(1.92)

c . 2 L

(1.93)

c p

, ,

,

k1,2

,

.

k1 p

,

-

k2

c (1 k ) . L k

k,

:

(1.94)

, 10

6

( k 99% ), . -

. 1.10. , . ( ) , 10-4

633 1 2

, He-Ne

,

.

-

( 39

-

),

. , .

,

. 1.10. g( ) –

:

,

,

-

, .

, , .

,

-

, ,

-

. . 1961

,

. -

. (

, 40

)

.

, . ,

.

.

(

-

) ,

-

,

, .

-

: , .

,

, , .

. 1.11.

(x’, y’, z’) u,

-

, : 41

ik

u ( x '; y '; z ')

exp( ikz ) (1 cos )dS , r

u( x; y ; z ) S

, r2 (x, y, z)

–

2

k

,

( x x ') 2 ( y (x’, y’, z’) r

–

y ') 2

z,

S

(1.95) (z

z ') 2 – -

. . 1.11. -

n : un

V–

n

1

V,

(1.96)

,

–

, ,

.

: KVdS ,

V

(1.97)

S

K

ik exp( ikr ) (1 cos ) . 4 r

(1.98)

(1.97) .

V

, ln -

. , : N

a2 , L

2 –

(1.99) . .

-

, d

/ 2a .

, 2 ,

g

42

,

,

a/L.

-

: g

N

2

.

(1.100)

d

,

-

.

, .

. N > 1.

,

(1.97) -

(

). . . u,

,

,

.

-

: 2

2

u k u

0.

, , , ( 2

,

u z2

) u 2u , 2. x2 y

(1.101) : -

2

,

: u ( x, y , z )

A( z ) exp

x

2

y a(z)

2

. ,

-

q(z): 1 q( z )

1 i R( z ) 43

1 , W 2 (z)

(1.102)

R(z) –

: R( z )

W(z) –

W0 z

z 1

2

2

,

(1.103)

z e

,

-

: 2

2

W ( z ) W0 1

W0=W(0) –

z W0 2

2

.

(1.104)

–

z,

(z = 0),

-

. 00

10

20

20

. 1.12.

(1.101) TEM00 E00 E0

W0 kr 2 1 exp i exp i kz W 2 q( z) 44

: t arctg

z W02

. (1.105)

: Emn ~ Hm

Hmn –

2x 2y Hn exp i (m n)arctg W (z) W (z)

: H 0 ( x) 1 ; H1 ( x) 2 x ; H 2 ( x)

z W02

E00 ,

4 x2 2

. .

, (1.105) (1.106), . 1.12

(1.106)

(1.107) -

. (

,

). . :

lim z

00

W ( z) . z :

W0

(1.108)

.

(1.109)

: 1

m( n) m( n )

arctg

2 00

W0 x ( y )

m( n)

1 . 2

(1.110)

, . 1.7.

:

,

, , q

. z.

(1.102)

,

: 45

q( z ) q0

z,

1 q0

1 . W0 dq/dz = 1.

i

(6.1)

,

(1.111) (1.112) ,

z1 z2 = z1 + z:

q(z1),

-

q ( z1 ) z .

q( z2 )

(1.113) , – . -

f. ,

.

1 2,

R1

R2

: 1 R2

1 R1

1 . f

(1.114) ,

. : 2i kW12

1 q1

1 , R1

2i kW 22

,

1 q2 ,

1 q1

1 R1

1 q2

1 . (1.115) R2 , W1=W2. :

1 , R2

(1.114),

(1.116) :

1 q2

1 q1

1 . f

(1.117)

,

f. , ,

46

. ,

-

–

. .

, -

, . , . , ,

-

. – ,

, .

-

, . L, R1

-

R2. q.

, ,

,

-

q

. 1

2

1 q1.

,

,

1 q3 f

2: q 2 q1 L . 2: 1 1 1 q2 f (q1 L)

R2 – 2

(1.118)

2 , R2 2.

47

(1.119)

:

q4

q3

L,

1 q4

1 f

1 q4

(1.120)

:

1 q5

2 . R1

(1.121) :

q5

R2 R1 (2 L q1 ) 2 R1 L ( L q1 ) 2 L ) 2( R1 R2 )( q1 L ) 4 L ( q1

R2 ( R1

q1 . (1.122)

L) q1,

-

: 1

1 q1

1 R1

i ( R1 R2 2 L ) R1 1 R1 ( R2 L ) L

2

.

(1.123) W, -

.

: ( R1 R2 2 L) R1 ( R2 L) L

1.

(1.124)

,

: .

:

( R1 R2 2 L) R2 1. ( R1 L ) L (1.124) (1.125)

(1.125)

: 0

(1

L )(1 R1

L ) R2

1.

(1.126)

L , i=1,2. Ri

gi 1 0

g1 g 2

1. . 1.13, .

: (1.127) -

48

,

, , .

(

,

,

,

. 1.13) , .

-

,

,

.

. 1.13.

, . – ,

– ( ,

.1.14). (1.123)

. (1.123) : 49

(1.102),

:

W1(2)

4

2

2 R1(2)

( R2(1)

k

( R1( 2)

L) L

L)( R1 R2

L)

.

(1.128) -

(

z1 W12

W2

2

z ): L,

z2

( z1 ) W0 2

W0 2 1

W0

2

(1.129 ) 2

z2 W 02

1

,

(1.129 )

2

,

(1.129 ) :

z1(2)

L( R2(1) L) R1 R2 L

, W0 4

2 k

W1( 2) 2

L

2

L( R1 L)( R2 L)( R1 R2 L) . (1.130) ( R1 R2 2L) (

. 1.13):

L

, W0 2

, z1( 2)

( W12( 2 )

R , W 02 2R L 1

2

. 1.14. 50

L(2 R

L . 2 . 1.13): L ) , z1( 2 )

(1.131)

L . (1.132) 2

-

. .

-

, (

).

–

, . ,

(

)

R

L

: g1 g 2 (1 g1 g 2 )

2L

g1

g2

2 g1 g 2

.

(1.133) :

W

z1( 2 )

2 0

L 2

.

(1.134) .

. ,

, -

, : , TEM00.

, q (q – (1.105), ,

kL arctg z1(2) –

z1 W02 .

arctg

z2 W02

,

).

:

q ,

(1.135)

arctg( x y ) ,

(1.136)

: arctg( x ) arctg( y ) arctg x,y~ z

W02 ,

x y 1 xy

xy<<1. z1(2) W0 51

. (1.130)),

: c q 2L

q

1

arccos g1 g 2 .

(1.136) (1.82).

q

,

:

c . 2L

q 1

(1.105) 1

g1 g 2 .

arccos

, : 1 m n c q arccos g1 g 2 . 2L

qmn

(1.137) -

. ,

m+n

c/2L.

,

q (m

, 10

01

,

21

12

30

03

(

. 1.15).

. 1.15. 52

n) .

:

: c 2L

mn

1

arccos

(m n)

0

g1 g 2

arccos g1 g2 .

(1.138)

0,5.

q

. . qmn

c m n 1 . q 2L 2

(1.139)

,

c/4L.

. 1.16.

,

,

p

(1.93).

,

,

0

0,

, . . (

-

. 1.16). 53

,

p,

-

0.

q

, . .

,

,

.

(1.140)

: =

0

0

1/

0

p

+1/

p

: 2

N2 2 h N P

(

p

)2 ,

(1.141)

N = N2 – N1 (N1, N2 –

,P

–

). .

1

0

300 , ,

.

( ,

, He-Ne

. p He=10-15. 1 .

),

=10

p

633

1

,

/

, L , L

, L = 10-15

-

.

p

1

, ,

p

0

Ne

.

p/

.

p

= 10-15

,

-

, 1

. ,

,

. : 54

/

=10-10 – 10-11.

-

1.8. ,

-

, , -

-

. , ,

,

. , (1.74) ,

(1.80)

-

. , , .

-

( )

. . . .

-

, ,

,

. (

, -

, ) (

.

). (

1.4). . . . (

),

-

. . 55

,

,

-

,

,

, ( , (

. -

).

. 1.17).

P

t . 1.17.

. t = 0,

.

. 1.18. ,

, , .

. 56

N(t)

N0, .

N(t)

, (q

q

q

.

q

-

0)

,

, .

,

.

( ),

.,

. . N(t), q(t)

N

q

t, . 1.18.

, . , .

,

-

. .

, 57

.

, . ,

, .

,

, ,

,

,

.

-

, . , ,

-

. (

)

( ).

-

. 1.19.

. 1.19.

: q

q– , –

,d–

qc , 2 nd cos ,n–

(1.142) .

58

, (

. 1.20).

. 1.20.

g ( ),

p, q

– (

. 1.21).

. 1.21.

. 59

–

. ,

-

– . 1.9.

.

, .

-

, , .

, . , , .

. 1.22.

,

,

, . 1.22.

-

t=0,

N .

q

N.

q

N

( 60

t=t ),

q 0,

,

-

, . . . ,

-

,

. ,

(

)

, ,

– . .

,

– .

,

–

,

. .

. 1.23.

-

61

–

. . 1.23.

,

,

,

, . . (

, (CO2

) ), . ,

-

. .

, ,

–

-

.

1

. 1.24.

,

( 62

. 1.24).

.

900

.

,

-

,

,– .

,

. , , . )

(24000

-

,

. (

). -

, . 1.25), -

. .

. 1.25.

63

,

. . x

y.

:

2 L–

, nx

( nx n y ) L ,

(1.143)

ny –

,

. /2, ,

-

900. , .

-

, , . ,

, ,

L(nx – ny) = /4. ,

,

KDP, ,

, .

, .

-

. ( .

),

-

, ,

64

. -

. ,

.

.

“

, ( ”

, ” , “ -

) ',

(

-

. 1.26).

. 1.26.

,

-

, . – . .

, 65

,

, .

–

.

, . .

,

IS .

-

. .

, ( ),

-

, . IS, . ,

,

,

-

. .

,

, .

-

, ,

, .

,

-

, : T=2L/c. . ( (

, SF6). .

66

),

-

1.10. -

. .

E0: 1

E 0 sin(

0

t) ,

(1.144) .

z ,

, ,

~ sin2(

0

t). ,

,

, ,

:

E0 sin( 1t ),

1

E0 sin( 2t ),

2

I~(E1+E2)2 1 2 =2

0

=

1

2

2

.

(1.145)

1

0

, .

2

.

, , T

-

.

2

(

. 1.27). n ,

-

, : 1

const ,

2

(1.146) . :

E(t)

E0 exp i

0

j

t j

n

(c / 2L) –

.

67

,

(1.147)

E1 I1 T=2

E1

E2 I=(E1+E2)2 . 1.27.

:

E (t )

A( t ) exp(i 0t ) ,

A(t) –

(1.148) -

, : sin n A(t )

E0

t 2

.

(1.149)

t 2

sin

A(t) . 1.28.

,

. , .

(1.149)

-

, , . .: t 2

k .

68

(1.150)

. 1.28.

A(t)

: 2 k

tk tk

T

2 ( k 1)

1

n(

tj

2L / c .

2

(1.151)

A=nE0. , . 2

)

, (1.152) tj.

T n

n

2 n

2

1 .

(1.153)

–

. 1.29).

. 1.29.

, 69

, .

, ,

(

, ,

. ,

, ) . -

. , , .

-

: n 2 P0 ,

P

P0 –

(1.154)

. : P

nP0 .

(1.155)

, ,

P

n : nPcp .

(1.156)

, ,

,

,

,

, ,

. : A (t ) exp (2t / 2

: 0, 441

70

,

. . -

)2 ln 2 ,

(1.157)

.

(1.158)

, ( )

:

) )

2

c

1.

L

(1.159) -

. , . -

, c/2L. . 1.30.

. 1.30.

,

,

-

,

,

,

, , .

,

-

, ,

.

-

. 71

,

,

c/2L (

. 1.31).

. 1.31.

, : Lopt=n(t)L ( ).

,L–

n–

-

,

.

, ,

.

,

-

,

: . . . ,

,

, (

– . 1.32).

. 1.32. 72

-

,

-

,

. ,

-

, . – ,

-

. 1.1.

, -

(0,1 – 1)·10

, -3

6

3·10 - 3·107

10-8 – 10-9

30 – 300

10-11 – 10-14

3·10-4 – 0,3

, , (

. 1.1).

1.11. , .

-

, , .

-

: , (

. 1.33).

, ,

. 73

,

,

. 1.33.

, . 0:

.

,

>

0.

, , -

,

,

z

. ,

,

.

: 0

1

V . c

(1.160) ,

, V

z,

. ,

,

: 0

V 0

74

.

(1.161)

:

+V,

,

,

–V. .

-

”

, (

. 1.34.

. 1.34).

(

)

)

–

(

)

.

, : g

g0 ( ) , I( ) 1 IS

)

(1.162)

I( ) –

. ,

< ,

,

z

75

0.

=

0,

.

, -

, :

g

0

)

2

g0 ( 0 ) . 2I ( 0 ) 1 IS , . ,

(1.163)

, -

: g( ) = g( 0) = .

, , g0( ) g0( 0). (1.163) , I( 0) P=IAT (T –

0

(1.162) ,

–

P( 0)

-

0,5I( ). ),

P( ): P(

P(

0

g0

)

ATI S

)

g0 1 ATI S 2

)

0

1 ,

)

(1.164)

1 .

(1.165)

.

,

. -

,

-

. 0

.

=

0

. . , –

’, .

76

’ ,

-

, – .

= ’(

. 1.35).

. 1.35.

. ,

,

, . -

,

. ,

, ,

He-Ne

,

, . 0,63

77

,

-

, , 10-13.

-

1. 2.

? ?

3.

.

4. ? 5.

?

6. 7.

? ?

8. . 9.

?

10. 11. 12. 13. 14.

? ? ? mnq?

?

15.

, ?

16. 17. 18. 19.

? . . ?

20. ? 21. 22.

? .

23.

? 78

24. 25. 26.

? ? ?

27. . 28. . 29.

?

30. ? 31. 32. 33.

? ? ?

79

2. , .

-

,

,

,

. 2.1. ,

-

.

, –

-

. , . . ,

,

-

. , . , ,

. -

,

–

. -

– . . .

, . .

, ,

80

.

. . : (2.1 )

A

e

A * e,

A

e

(A ) * e , , A*

A–

(2.1 ) A+ – .

: A* B

A* B

A

B*

A

+

(2.2 )

E,

(B ) *

E.

(2.2 ) , -

,

E A

B

kT. . (

). . –

,

-

,

. , ,

(He-Ne)

Ne.

, He ,

Ne, . 2.1.

Ne.

-

. . 21S0

23S0

He:

He

e

He * e . 81

(2.3)

1

S0

21S0 23S0 1 .

,

. 2.1.

He-Ne

He * N e

23S0 kT

He

2s2

: Ne * E. 21S0 3s2, -1 300 , .

(2.4)

3s2 3s2

. 2

4

2s Ne 2s2 Ne 3p4

3p

2p

4

,

,

2p4.

-

, s-

p-

. . 82

3s2 2s2

1.

.

-

(2.3). 3p4 2p4, 2. 2p4

. 3p4 Ne, ,

.

3.

, ( 5–10)

.

, (3,39

1,15

)

–

(0,63

). .

0,63 1,15 – 20

5-6% – 20%

,

, ,

3,39

. 3.39

1,15

0,63

. 0,63

1,15 -

, , .

d (

)

p.

,

pd , pd

,

. pd . 1s 83

-

, d-1 – ,

-

.

, . .

, -

. 2

.

0,63 3,39 3,5 – 4,0 10 – 12 .

pd 1,15

–

,

. Ne(1s) e

Ne(2 p ) e , , 1 1 He(2 S ) e He(1 S ) e ,

(2.5) (2.6) .

, ,

-

, . .

1

–

0,63 , 1,15 0,63

, ,

3,39 . , .

,

,

, .

0,63 1

,

15 – 20 ,

. , 3,39 . 84

-

, 100

. -

,

-

. .

-

. 2.2.

. 2.2. 2

P

2

S 2

2

D. 2 D

2

, 2 2

, -

. 2

2

P

.

2

P

2

2

D,

2

P

D

.

, 2

2

S

2

2

D. ,

2

-

2

S. 2

P

2

2

S

, ,

85

-

– ,

. 2

D

,

Cu( 2 D) e

Cu( 2 S) e .

(2.7) : 510

2

2

P3/2

D5/2)

578

2

( 10

-

,

P1/2 , .

2

D3/2).

( -

. 20 0,5

.

,

1500 10

15

0

-

-3

. , . 2.3. -

(Ar

+

Kr

,

+

), He-Cd

.

. 2.3. 86

,

,

. 2.4.

Ar+

. 2.4.

. p-

: Ar+e

Ar

Ar+ Ar +e , ,

2e .

(2.8) -

4p: (Ar )* e .

4p

(2.9) -

– ,

4p, 4p , Ar+

72

. 87

4s. ,

4p. -

,

. . 4p

2

4s

-

9

, .

514,5

488

. ,

-

, . . ( 1 )

2

1 0,5

.

, -

. (

3000 ). ,

, 3,5

. (

,

1

,

-

). Kr+ 647,1

. He-Cd

. 2.5. .

,

,

He-Ne -

. . 21S0

-

23S1. 2

D3/2

2

D5/2

He* Cd

: He (Cd )* e . 88

(2.10)

1=325 2=441,6

. 2.5.

He-Cd

.

,

-

, , –

,

,

, .

,

-

, . , 2

D

-

2

P. 2

,

D

, 2 P(

) 2

D.

. (

-

) . 2

2

D

: 441,6 325 441,6 89

P

-

. .

, -

. 441,6 0,63

He-Cd , )

He-Ne (

)

(

, -

, – 1

. , – ( ).

-

,

.

. , (

-

).

,

,

, . . (

),

-

. )

200 – 300 ,

,

0

,

,

. ,

,

,

, ,

. ,

(

).

, ( 1000

-

). 90

-

2.2

–

-

, (

),

2

( )

-

. -

. 2

: , ( (V3) ( ,

V1),

–

. -

. 2.6). , .

-

(V2)

, , ,

l=0, 1.

. 2.6.

2:

–

;

91

–

–

;

, ,

-

: (V1V2lV3). . 2.7.

1=10,6

2=

9,6

. 2.7.

000 0

0

00

02 0

10,6

.

9,6 0001

1000 .

-

,

0

00 1

2

(V = 1 18

V = 0) .

-1

,

N2 -

N2 (V=1)

. : N 2 (0) e

N 2 (1) CO 2 (0000)

N2 (1) e ,

N 2 (0) CO 2 (00 01) 92

(2.11)

E.

(2.12)

, CO 2 (000 n)

-

V = 4 – 5,

N 2 (V ) 0

0

N2 (V ) CO2 (00 n m)

N2 (V m) CO2 (00 n)

: E . (2.13)

: CO2 (0000) CO2 (000 n)

CO2 (0001) CO2 (000 n 1) , . 0,5 . 1000

0001 1000 02 0, kT.

(2.14) 0200, 0110

0

0200,

, 0110

. .

. 2.7 . ,

2

: 2,

N2

, 2:

10 – 15 .

. N2:He 1:1:8

-

.

,

, .

,

, .

, 0110.

(

,

,

-

) .

2

93

000 00

0

1000

,

-

0

02 0.

2

10,6 ,

9,6

. ,

.

. 2.8.

. (

. 2.8).

, (P

P-1,

R

–

+1).

R-

J. ,

J 20.

J. 2

. 2

. 2

: 94

,

-

, ,

,

,

. .

.

, . 1 ,

50 ,

-

p d=1–2

10–15

(

-

pd). 50

,

25–30

-

. ,

. . : . , ,

, , -

. ,

-

, ( /c). , ,

.

-

. . 95

-

,

,

.

.

,

-

. 10–20

. ,

-

.

2

.

2

-

1%

. .

2

,

,

, -

. ,

. , .

-

. 2

, .

.

-

. 100 (

1

.

) .

.

100 0,1

. -

– . ,

,

,

.

96

-

,

3–4

.

,

. .

2

, , . .

-

. ,

. , .

,

, 100

.

.

pd 200

.

-

, . , . , , :

.

2

,

,

, , kT.

97

. -

:

CO(V ) e .

CO(0) e

(2.15) ,

V = 5–8. ,

, , .

,

,

,

-

: CO(V ) CO(U )

(VV

CO(V

n) CO(U

E.

n)

). ,

. n=1 n = 2, 3, 4 … – , n = 1, U = V ( CO(V ) CO(V )

,

. . . 2.9).

(2.16) – , -

:

CO(V 1) CO(V 1)

E.

(2.17) .

. 2.9 ,

E

,

-

.

V

E

V+1 1

2 1

V-1

2

V . 2.9.

VV-

,

,

,

: CO(V 1) CO(V 1)

CO(V ) CO(V )

98

E.

(2.18)

.

,

-

,

:

W2

E / kT ) .

W1 exp( ,

,

,

(2.19) -

VV . . V 20, ) V 35-40.

,

(

NV

1

T3 T2 T1

V . 2.10. : ( 1
VV . (VT

), 99

-

. VV

,

V. ,

,

. -

, . ,

,

. . 2.10. . NV

NV

NV 1 ,

,

,

NV 1 . . V = 10–20, V = 5–40. , :

,

-

. ,

.

,

kT, -

.

N

BV

-

: BV J ' ( J ' 1) NV 1BV 1 exp NV BV exp kT , NV NV 1 , P BV 1 B ,

100

BV 1J ' ' ( J ' ' 1) . (2.20) kT -

–1 ( J ' J ; J ' ' J 1 ),

-

: exp

BJ ( J 1) kT , R

BJ ( J 1) kT

exp

N

0

0.

(2.21)

.

,

. ,

, ,

(

. 2.11.

-

. 2.11).

,

, 2,5–7,5

. -

2

–

, ( J 12–15). 101

. -

( V=1), , ( V=2).

, -

. . .

2

,

-

100

. ,

,

-

,

.

, .

, . ,

-

, . ,

, ,

, , VV CO

,

.

, , . ,

, -

, (

) N2 H2

).

( . 2.12.

,

,

-

. -

102

(

), .

. 2.12.

0-

1-

.

.

-

,

-

, . 0(357,7 0-

)

( , (315,9

103

337,1 1).

)

01-

,

, . . . –

116

126

. . 40

1

.

-

, ,

,

.

.

, .

, .

. -

, .

, .

-

,

. -

. 3

. , –

-

, . .

(

)

excited dimer –

, . ,

, –

104

.

. 2.13

Xe. ,

,

)

(

)

-

, , .

. 2.13.

Xe

. , (Xe2, Ar2, Kr2).

(ArF, XeF, XeCl, -

KrCl, KrF). . Xe2

105

. Xe

:

Xe + +2e .

Xe e

(2.22)

:

Xe+ 2Xe

Xe +2 Xe .

(2.23) -

2Xe*+e .

(2.24)

:

Xe +2 e ,

, :

Xe*+2Xe

Xe 2

Xe .

(2.25) -

Xe2 . 5

40

. ,

10

– ,

.

Xe

-

. –

170 1

175

.

,

. KrF ,

, KrF, : Kr e Kr * e ,

Kr * F2

KrF F ,

(2.26) (2.27)

F,

(2.28)

: F2 e

F-

Kr e

Kr

+

Kr

2F

+

e,

KrF F .

106

(2.29) (2.30)

,

.

-

, Kr

: F+He

+

KrF He .

KrF

. -

.

, . 2.1. 2.1

,

,

Xe2

172,5

ArF

192,0

Kr2

145,4

KrCl

222,0

Ar2

126,5

XeF

352,0

KrF

249,0

XeCl

308,0

2.3. , . , –

, ,

. . .

,

, .

, .

. 2.14, 107

-

.

S2

T1

S1 T2 S0

. 2.14.

, , . 104 ( (

S-

-

-1

. ) ), , ,

-

, .

( 10 1

-1

), 108

-1

,

. -

, . S0

. , -

. . S0

S1 103–104

. S1

-1

.

. S0 S1

.

S1

,

3–4 -

. S1 ”

(

), S0

-

. .

( -

,

), , S1 .

-

. S0

,

.

, .

,

S1-

, ,

, ,

,

. 109

,

,

(

. 2.14).

, , . . , S1

. ,

S2

-

, ,

. .

( S1

), .

1

(

-

),

. .

S0

1

(

. 2.14

). 1

, 1

2

, .

-

, . , 1-

.

1

.

, 1

S0

. -

. S1

110

,

.

-

. . 6G, 570 – 650

,

.

-

. ,

,

.

, . , –

, ,

, ,

,

. -

. .

. 2.15.

. 2.15. 10 . 111

,

-

,

,

-

, . ,

,

, , ,

,

, -

. . -

. ,

, 6G

. .

,

– 400

500

–

.

,

, 400 700

.

, 1,5

, , , -

. 2.4.

,

-

. , ,

-

, .

1960 . Al2O3 ( Cr3+ (

),

112

Al3+

-

0,05 %). .

).

, -

-

, . Al2O3 . 2.16.

1=694,63 1=692,8

. 2.16. 4 2

LS-

(

).

4

F1

4

F2, -

, 0,55 0,42

. 4

F1

4

F2, 2A 113

E.

2A

-1

29

E

,

-

.

2A

E,

2A

-

E.

, . 692,8

)

4

E

2

4

2A 694,3 ).

(

2

-

( -

E E

4

2.

2A

4 2

.

. 2.17.

. ,

-

( 100

)

. 7000

10000 114

.

-

2–3

(

). 30

–

5

. , “

”

,

,

( ;

-

,

-

. 2.17). . ( ).

, . ,

.

,

-

, , . 10

-1

. .

. .

.

. . . 115

10 1

. -

. -

. . ,

.

4

4

F3/2

4

I15/2

4

I13/2

4

I11/2

I9/2

. 2.18.

,

,

. Y3Al5O12 (

Al3+

YAG), Nd

3+

(

1,5 %). ). –

Nd:YAG ( .

-

. ,

116

–

10 %. , . . 2.18.

4

I9/2

,

-

,

,

, -

. 0,73

0,8

.

-

4

F3/2.

-

, . 4

F3/2

4

I11/2, 1,064

.

, , .

, .

Nd:YAG

,

6,5

,

-

, -1

,

,

. -

-1

200

. ,

, -

, . 1,05 – 1,1 . 4 F3/2 4I13/2

-

, 1,32

. ,

. . 117

,

.

. . -

Nd:YAG ,

,

10

. , .

Cr3+

Nd3+

4

T1

4

T2 4

F3/2

4

I15/2 I13/2

4 4

4

I11/2

4

A2

I9/2

. 2.19.

– . –

,

, .

118

(

Gd3Sc2Ga3O12). , ,

,

-

. . 2.19. 4

4 1

2.

-

4 4

(

1 2.

4

)

2

,

0,73

0,8

.

,

,

. , -

,

.

,

,

. , , ,

-

, , (

-

, , ). .

BeAl2O4, (

-

0,04 – 0,1%). . 2.20

-

. , 119

E 2

4

E

2300

-1

-1

(800

2

,

,

4 2

E

-

). (

2 4

-

2

, 2

E).

4 2

E

T2 E

4

A2

. 2.20.

,

4

4

,

4 2

4

2.

2 2,

, , 4

,

2

.

4

4

120

2 2.

-

,

, 700–800

. -

, 650–1000

.

Al2O3. –

1014–1015

-

. 2.5. , ,

.

: A+B AB – ABC A+BC – A+BC AB+C –

, , . ,

-

, – .

. HF

HF ,

-

: F+H2 HF*+H. 32

,

(2.31)

70%

.

2.

3-

121

23 2 1

,

1-

. (98

) :

F2+H HF*+F. HF

(2.32)

10- .

(2.31) ,

,

(2.32)

,

. 1-

2,7

-

3,3

6-

-

.

,

CO

:

,

-

,

( , P

). -

.

, SF6 (

UF6)

NF3,

. ,

-

: H2(F2)+h

2H(F).

(2.33)

, ,

-

. . (

,

),

. , ( 122

-

, ). ,

-

,

,

. HF

-

– . HF HBr, DF DF

,

, 3,5 – 5 –

DF , HCl,

. . , CF3I+h

CF3I: (2.34) 2 P1/2, -

I*+CF3.

2

P1/2

1,315

. . 2.6. ( F-

)

,

. ,

NaCl,

(

LiF, KCl, ) CaF2, BaF2,

Al2O3. ,

-

, . , ,

,

,

.

. 123

. 2.21.

F-

F-

,

, ,

, .

FF-

. .

, .

-

. , ( . . 2.21). FA

) F-

(

, -

F( ).

,

124

, F,

F2

, .

F2

F-

.

:

,

.

-

,

, -

. ,

F-

.

.

,

,

,

-

. ,

.

F, , .

F-

-

. ,

F-

, (

)

,

. -

, F-

.

,

,

F-

-

, . F(

. 2.22) . , 125

-

, .

.

. 2.22.

-

, (

1), , (

2). (

(

4). ( . 126

3), 1) -

, , . F-

,

, Kr

( ).

647

,

, -

, ,

. , . . (

) .

0,6

4

.

2.7. , .

. .

,

, 40

. 127

. 0 .

,

, ,

(

. -

. 2.23). ,

. .

. 2.23.

, . ,

, 128

– -

( )

,

-

p-n ,

-

.

.

GaAs

.

p-,

n-

-

GaAs. ,

, n-

,

p–

(

. 2.24).

. 2.24.

, , n.

p-

V, E=eV, ,

, n)

p-

p-

-

p-n . 2.25, (

,

p-

).

n-

p-n . (

n-

, -

, ), 129

.

GaA 1

-

. , -

.

GaA

V 1,5 .

. 2.25.

, . 2.26.

. 2.26.

100 200

, 200–500

,

. , . 130

-

30-40%, .

-

p-n , , .

–

105

.

,

2

.

,

p-n

,

, -

. , , .

. 2.27.

(

. 2.27)

-

, , 10

. ,

.

, , ,

,

. , 131

-

, ( ). GaAs

Ga0,7Al0,3As.

GaAs

,

.

P-

. 2.28.

. 2.28.

p-P

-

– . ,

,

,

,

( ). , . .

N-

.

. 2.29 ( ,

P-

, Ga0,7Al0,3As-(n-

). )-GaAs GaAs

N-

GaAs-Ga0,7Al0,3As-(p0,1–0,3 . 132

).

GaAs

, .

(0,1 – 0,3

)

. 2.29.

. , .

. -

. . , 0,5 – 3

,

-1

. 5 – 10

.

.

,

– , ,

. -

. 2.30. 10 . ( 133

,

-

I

const exp(T / T0 ) ,

0

–

-

)

-

. GaAs

.

. 2.30. GaAs

. 0,85

3

) GaP (0,6

),

InAs (5 4 6 .

.

5

. ) -

PbSSe, PbSnTe, PbSTe. ,

–

. 3,5

40

. 2

, ZnS, ZnSe, –

6

–

CdS, .

134

1. 2.

. ?

3. ? 4. 5. 6.

? ,

. ?

7. ? 8. 9. 10.

? ? ?

11. ? 12. 13. 14. 15. 16.

VV

VT

? -

? TEA CO2

? ?

? 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

“

”? ? ? ? ? ? ? .

25. 26. 27.

. ? ? 135

28. . 29. ? 30. 31.

? ?

32. 33. ? 34. ? 35.

? -

FF-

?

-

.

36. 37.

F-

?

,

-

? 38. 39.

? ?

40. 41.

? ?

42. 43.

? ?

44.

?

136

3. , . 3.1. .

-

, . 70-

. -

,

( ,

).

E2A

E2B W12A

E1B

E1A

E

W01A

E0A

E0B . 3. 1.

, , .

. ,

, 137

-

E1A E (

-

. 3.1).

, 0

E1B

-

1

1

,

1

.

2

, ,

,

.

,

-

. 2

1

L . 3.2.

,

. V

, L

(

. 3.2). N1.

,

N2. ).

(N2 – N1)/N0 (N0 – , ,

. ,

,

-

, . 138

0

L/v.

,

, 1-

1.

1 ,

1

.

0 . 1

.

1

, 0 1 W01A B01

– -

: 1

B01 –

-

).

0

-

1 exp( 1 W W12A A 01

W01A 1 >>1.

: W01A 1 <<1

2 , 1:

),

0

(3.1)

1

1-

. (

0

1)

-

, :

2 W12A

(3.2) . -

.

=1 ,

-

, . 0

>> . , .

, ,

,

, . 139

,

. .

-

, ,

,

, 0

1

E.

1-

,

1

1-

, 2

.

,

: (3.3) (3.4) ,

A(1)+B(0) A(0)+B(1), A+ A+ +. –

. , ,

,

-

. . . ,

-

. 0

1

. 10-17

2

,

,

0,1

, .

-

1 104

/c,

2–3 . -

1

, , 140

-

. . ,

3

,

,

, ,

4-

,

. -

, :

A* M .

(3.5) ,

A

M e.

(3.5) -

, ,

. :

U * SF6

U

U * SF6

UF2

(3.6)

SF6 , UF4 .

(3.7) .

(

)

,

-

. , , .

.

, , . N

( ), .

, 141

,

, .

-

, , . , , . . , NH3

BCl3. . , . , 0

1

. ,

, . .

, -

. .

,

. VV

, VV

-

. ,

VT VV

.

142

,

, .

, -

. ,

-

. . 10

, 10 BCl3, . ,

11

C 2 BCl3,

11

B

, -

B.

BCl3, -

,

, .

BO

BO ,

. -

SF6

. ,

,

, .

,

.

,

, -

. ,

,

143

,

-

. ,

,

-

, , .

, , .

.

-

.

, . ( ,

) ,

-

.

E

r . 3.3.

-

, 144

H3OH HF

D3OD. -

2,7 ,

Br2

.

50

-

95%. -

. (

. 3.3), -

. .

, -

, .

H2CO

D2CO

347,2

.

-

15

8 25 6

. -

. -

, . . ,

. , -

.

, 145

. K HCl: K+HCl* KCl+H. HCl

(3.8)

. -

.

,

:

k 1 exp( Ek / ( EV Ek –

ET )) ,

(3.9)

, , EV, ET – ,

-

. ,

-

-10

-

,

-

. 11, BCl3.

30 , 160 .

CO2

30

. , . 10

,

BCl3

-

50%. . , . ,

. ,

,

146

( ,

. -

,

.) .

.

.

,

, , d,

a 2

02

d –

, 0

1

01

,

01

0

(3.10)

02

–

2.

, . -

, .

a ,

– ),

02

( –

0,1 ,

,

XY4

,

01 ,

d.

CCl4, CF4, SiF4, TiF4

: -

., 100.

,

,

-

, . – , 147

-

.

, ,

-

, .

. 3.4.

. 3.4. .

-

. , .

.

,

, .

,

.

,

, ( )

.

, ,

. , 148

-235, -

,

-168

-

,

. ,

-

,

-

, . -168

(

,

. 581,067

. 3.5). -

.

=582,790

(7/2, 3/2)2 =581,067 3

P1

=555,648 1

S0

. 3.5. 1

S0.

1

S0

555,648

3

P1

. -168, 149

168 (168

180

-171 ).

-1

-173

3

P1

(7/2, 3/2)2.

-

( -1

1488

). -168. 582,790

.

.

-

, 20 , 0 – 80 . ~1015

-

~1

.

-3

,

2

– 5–10 1

.

,

–

. 0,5

.

, . 10

-168

60% (

0,14%). , ,

-

. . . 1

S0 3P1 276,4

. 3.6) . 322

.

150

, P1 (3D1, 1D2, 3S1, 3P2, 3P0, 3D2) 500 – 700 .

,

3

, . =510,5 =578,2 3

D1, 1D2, 3S1, 3 P2, 3P0, 3D2

< 322 500–700 3

P1

=276,4 1

S0

. 3.6.

, 1

S0

3

P1

, 3

. 3.7). 1 D2, 3D1 3D2.

255,1; 245,4; 231,7 . , ,

223,6

P1

-

4d85s5p .

,

670

.

,

, -

, , .

,

,

. 1%.

102, 151

1500 -105, -102, -

, 100

, -102. 670

< 610 =231,7 =223,6 3

; =245,4 ; =255,1

P 3

=276,4

D1, 1D2, 3D2

1

S0

. 3.7.

, , .

,

, .

, . . ,

, , -

, . 3.2. – .

-

152

. – 17,6 ,

.

-

,

, -

. , 10-13

-

,

. -

– . , 100

( ). ,

-

. .

. ,

-

, . -

, ,

Ec,

, E: Ec . E

Q

,

(3.11)

Q

,

-

–

(3.12) -

:

N

1014 ,

N–

, .

. . 153

1014–1015

= 1–10 c. ”, -

-3

. “ 50-

. ,

. , . . ,

, ,

–

( , ).

, ,

, 108

. , 4 100–1000

, ,

3

).

.

: , 1013–1014

10

-

, -

4

, 10-10 . , – ( 154

, ).

-

,

-

. , , . . – 108 ,

.

107– -

n, ( 1,06

, n =10 ,

.

-21

-

-3

),

-

. , ,

-

,

. –

, -

. . , , , .

–

, ,

.

,

, 10–20%. .

, – -

, 155

. ,

-

.

,

.

, .

, ,

, -

, .

.

, , .

,

,

-

.

, -

. .

. . , , .

, ,

, -

. ,

, .

. 156

,

. (

).

,

-

80% , .

-

,

. ,

,

200

.

30

1

. -

30–700 0,5

12

;

1

100

.

-

. ,

1,06

:

.

, .

C

,

-

2

. 70.

“ 200 10

.

.

”

, -

3

.

-16

“

-4”

“

“ -5”.

”,

-

“

”

“

” 157

“ “

”. ”.

, (<0,5

).

, .

-

, ,

. -

3

.

. -

, . ,

192 ,

-

. , . . .

,

,

.

“

-6”. 0,35 128

.

,

300

3

158

.

. -

3.3. -

, .

,

, -

,

,

. ( )

-

,

(

)

, : , ,

. , . , ,

(

)

-

. ,

-

, .

,

, ,

.

,

, ,

(

)

.

,

. . , 159

,

, . ,

. -

, 105

/c.

-

, . ,

-

, , . . . . .

-

. . , ,

, -

. , , . . ) .

, -

. 160

. . . , . :

(

10,6 ), (190–350 ).

(1,06 -

),

-

,

-

. . .

, . ,

,

. .). .

, ,

-

, ,

. ,

300

( XeCl

).

,

-

.

,

,

-

.

, 161

,

-

, . , ,

-

. , ,

. ,

.

-

, ,

, .

. 3.8.

. 3.8.

2 , 162

– 1,3 ,

–

1,8

. XeCl

CILAS 635,

308

70

-

400

1

.

5 . ,

,

, .

. 3.9. (

)

(

)

. 3.9 2

1,5 .

-

, .

,

-

, ,

. 2 , (1,06

)

6

2

. ,

. 163

50 15

,

10

. 2

, 100 0,3

2

. .

. ,

-

, , .

, .

(1–100

, ),

. -

),

.

-

,

-

. , 60 Co, 80Co, 54Mn, 144Ce, 137Cs, 134Cs134 , , , ,

1–10

164

. , 0,1

100

.

. . -

,

1 10

-

. 0,5

, 8,8 20 , 108

2

,

ZrO2. 2

,

-

,

. 10

,

2

,

. -

2

10,6 20–200 200

. ,

,

,

. -

,

2

,

,

. 100 2

, . .

2

,

10

,

-

. 1

~ 10

108

2

. 100

165

-

,

,

.

. -

5 – 10

. 105 – 106

2

40

2

-

100

. 8 .

200 ,

-

, . -

-5 50

-50

2

100 . . 1.

( ), ,

,

. ,

-

, . 2.

, .

3.

. 166

3.4. (

)

-

. , Ei. ,

1

,

, ,

( (

. 3.10).

, ) Ei – Ef = h(

i

–

f)

, .

. 3.10.

( ), ( )

( ),

-

: . , . 167

-

. ,

, ,

, -

, . , .

. 3.10. , . .

-

. , , ).

-

, . –

, ,

-

. -

. .

, ~ 1000

, .

“

”. ,

,

,

. . –

, ,

,

, . ,

168

-

. , ,

-

. . .

-

. .

V

. 3.11.

,

( ),

( (

),

( ),

(

), (

), , ,

). ( 10-3–10-2 ) 169

-

10-6–10-9 ).

( , ,

,

.

-

, (

. 3.11),

. .

-

.

, ,

,

.

,

– .

-

,

, –

.

-

,

. ,

-

,

-

, , .

(

)

. ,

-

, . ,

, ,

. 170

. 1. .

-

. , . 2. .

. 3. , . ,

,

, .

,

,

,

.

. ,

-

, . .

-

, 1

,

He Ne

,

. , . . 171

-

(

)

.

(

,

)

, . . .

,

-

, ,

. -

. . , ,

), – ,

-

. ,

-

. . .

-

. (

-

) L. ni

i

,

( ) )

-

: i( )

ni i ( , p, T ) , 172

(3.13)

p

T–

-

. ,

,

, . .

-

I( )

I(

),

-

, .

. HF,

. , DF,

,

,

2

. . -

-129

, .

, -129,

(

) 99%).

-

,

( ,

-129 -127,

)

,

-129. ,

, , . 173

,

,–

,

,

, ,

(633

-

. He Ne

). -129 127

129

I

I

. . -

-129 (7,5·1012 , , -129

-3

)

514,5

. 1017 1018 NO2 – 1011 1012 ( -129 .

( ,

-3

), ), )

-3

, -

-127, -129. , .

He Ne 633

. , NO2

, .

2 ,

,

-129 -

-129 -127. 174

-129 1010 108

-

-3

-3

.

-

,

-127 -129

,

( ).

-

, . Kr 647,1 . -127

-129

. 3.12.

,

,

.

-127 ,

-129 –

, . F,

.

.

F,

.

.

647,1

647,1 127

. 3.12. 175

I2 ( )

129

I2 ( )

-

,

, -129

. 127

-

-129

, ,

,

-

, ,

. -129

, ,

. (

)

.

-

, .

,

),

.

,

. ,

, ,

-

. ,

. , .

1420

(

21,1

,

-

), , .

176

. L

, . (

-

L/2

),

–

.

, .

. . -

, , ,

.

–

, , .

. . , . (

)

-

.

. 3.1.

, XeCl .

( )

0,3

(Nd:

0,5 –

1 –

–

) – 0,5 0,3 . 2,2 30 60 , 15 40 , 10 30 , 6 15 .

-

.

177

3.1

, , , , , , . ,%

-

2,2 10

1 2

0,3 1,5

308/353

308/353

308/353 532/683

80/20 50 200

80/20 50 200

80/20 50 200

100/50 20

30 60

15 40

6 15

10 30

10

10

15

7

.

0,5 1,5

-

.

1. . 2.

?

3.

?

4.

,

?

5.

?

6. ? 7.

-

?

178

8. ? 9. 10.

? ?

11. ? 12. 13.

? ?

14. 15.

? ?

179

1. 2.

.

.

.:

, 1990.

.

.

.:

, 1983. 3.

.

1. 1988. 2. .: 3.

.

.

, 1981.

. ./

.

.:

.

,

, .1

.2,

, 1978. .

. .

4. 1978. 5. , 1982. 6. . .:

.:

.,

.: .

, 1985. .

.

.:

, .

.. , 1983.

.: -

180