Введение
ГЛАВА I. Роль лазерно-индуцированной распределений по скоростям при ик возбуждении молекулярного газа 19
1.1. Лазерное возбуждение колебательно-вращательного перехода молекул в условиях нарушения макснелловских распределений по скоростям на резонансных излучению уровнях , 20
1.1.1, Вероятности оптическою возбуждения и коэффициент поглощения Модель сильных столкновений 22
1.1.2. Исследование корректности моделей интеграла упругих столкновений в уравнениях для заселенностей уровней . 27
1.2. Резонансная самофокусировка при лазерно- индуцированной неравновесное распределений молекул по скоростям 34
1.3. Определение скоростей упруюй и вращатслыю-неупругой столкиовителыюй релаксации колебательно-вращательных уровней молекул 39
1.3.1. Теоретическая модель столкновительной релаксации трехуровневой системы 40
1.3.2. Оценка оптимальных параметров возбуждающеі о лазерного излучения. 46
1.4. Основные результаты Главы 1 49
ГЛАВА II. ИК лазерное возбуждение нижних колебательных уровней малоатомных молекул 51
2.1. Бесстолкновительное лазерное возбуждение колебательных переходов со сложной вращательной структурой. Сравнение эффективностей бесстолкновительного и столкновительного возбуждения малых молекул 51
2.2. Исследование роли механизма вращательно-постунательной релаксации при лазерном возбуждении: эффект "узкого і орла" и его снятие при различных моделях RT-обмена 60
2.3. Насыщение поглощения в полосах молекул с учетом вращательной и колебательной релаксации 66
2 4. Частичная инверсия в малых молекулах: новые возможности для спектроскопической диагностики іазов 77
2.5. Двухчастотное поглощение в колебательно-вращательных спектрах молекул в столкновительных условиях 91
2.5.1. Модель трех колебательно-вращательных уровней. Основные уравнения
2 5 2 Оптическое возбуждение колебательных уровней с учетом их вращательной структуры 94
2.5 3 Реальные молекулярные спектры. Переход к эквивалентному трехуровневому описанию 95
2.5 4 Аналитическое решение скоростных уравнений. Нестационарный случай 98
2.5 5 Возбуждение Оз излучением СОг лазера. Анализ вклада каскадных и двухфотонных процессов Сравнение с экспериментом 99
2.6. Основные результаты Главы II 105
ГЛАВА III. Моделирование нелинейного и неравновесного поглощения излучения в атмосфере и других многокомпонентных средах 108
3.1. Iеоретическая модель и программа BLEACH 109
3.2. Управление пропусканием атмосферы с помощью инфракрасных лазеров. Тепловые и нетепловые эффекты. Классификация нетепловых эффектов, отрицательное поглощение 117
3.3. Поі лощение излучения СО ішеров в атмосфере 125
3.3 1. СО лазеры и основные особенности поглощения их излучения в атмосфере 125
3.3.2. Расчет спектральных характеристик селектирующих ячеек и пропускания в атмосфере излучения СО лазера на основном тоне „. 126
3.3.3, Линейное и нелинейное поглощения излучения обертонного СО лазера в атмосфере 129
3.4. Контину&чыюе поглощение водяного пара в колебательно неравновесных условиях 136
3,4.1. Равновесная модель CKD 138
3.4 2. Обобщение на неравновесные условия „ 139
3.4 3. Идея экспериментов типа накачка-зондирование для модификации полуэмпирических -функций и выяснения природы континуума водяного пара , 149
3.5. Основные результаты Главы III ... 151
ГЛАВА IV. Применение мегода классических траекторий в моделировании образования сi олкновительных комплексов и уширения спектральных линий молекул 152
4.1. Модели классического рассеяния для системы атом-жесткий ротатор 153
4 2. Образование комплексов в столкновениях атома с линейной молекулой. С02-АгиС02-Не 157
4 2.1. Сравнительный анализ формирования комплексов в столкновениях С02-Аги С02-Не 157
4 2 2 Особенности образования комплексов в столкновениях атома с жесткой двухатомной молекулой. Роль вращательно- поступательной неравновесности 165
4.3. Моделирование ударного уширения спектральных линий. Роль неравновесности по скоростям...,. , 177
4.3,1. Моделироваїше ИК линий поглощения С02 в смеси с Аг и Не при различных температурах ISO
4.3 2, Сравнительный анализ классического и полуклассического описания столкновителыюго уширения линий в системах С2Н2-Аг и С2Н2-Не 185
4.3.3. Уширение аргоном линий изотропного комбинационного рассеяния в
С2Н2 197
4.4. Моделирование формы крыльев полос поиющения С02 „ 199
4 5. Основные результаты Главы IV 206
ГЛАВА V. Микроволновая спектроскопия атмосферы и самолетного следа 208
5.1. Спектроскопическая модель атмосферы и самолетного следа в миллиметровой и субмиллиметровой области 208
5.2. Дистанционное обеспечение летательных аппаратов энершей радиоволн 219
5.3. О визуализации вихревого самолетного следа методом микроволновой
радиометрии водяного пара , 225
5.3.1. Методика расчета радиояркостной температуры. Программа TEMBR,... 228
5 3,2. Определение спектральных интервалов, удобных для обнаружения Н20 233
5 3.3. Определение пространственных распределений концентрации Н20 237
5.3.4. Аналитическая модель для исследования радиояркостного контраста самолетного следа: трехслойная кусочно-однородная среда. Метод дифференциального контраста 238
5.4. Способы управления ослаблением микроволнового излучения в атмосфере.,.. 242
5.5. Основные результаты Главы V 243
ГЛАВА VI. Лазерный газоанализ многокомпонентных смесей в ИК диапазоне 244
6.1. Чувствительность и селективность в спектроскопическом іазоанализе. Программа ANLINES. Сравнение возможностей различных лазеров при спектроскопическом детектировании многокомпонентных сред 244
6 2. Детектирование загрязняющих веществ в атмосфере с помощью СО лазеров,. 256 6 2.1. Количественная диапюстика загрязнений атмосферы с помощью излучения СО лазера на первом обертоне , 256
622 Детектирование выхлопных і азов двигателя с помощью СОг и СО лазеров 261
6 3. Определение концентраций с помощью перестраиваемого трассового лазерного гаюанализатора трехмикронною диапазона 267
6 3 1. Лазерный газоанализ многокомпонентных смесей с перекрывающимися спектрами: теория и программа обработки экспериментальных данных 267
6.3.2. Способ измерения спектральной формы линии излучения лазерного газоанализатора трехмикронного диапазона 273
6 3 3. Неоднозначность определения концентраций азов при трассовой диагностике смесей узкополосиым излучением по методу дифференциальною поглощения 282
6.4. Спектроскопическая диагностика гаюн самолетного следа 284
64.!. Спектры поглощения химически активных газов следа (ОН, NOx, SO и др) и спектры фоновых газов 285
6,4 2. Применение аппарата предельных информационно-метрических шкал в спектроскопическом газоанализе самолетного следа . .. 291
6.5. Применение неравновесной спектроскопии к детектированию малых газовых составляющих атмосферы . 300
6 5.1. Уменьшение поглощения фона. Использование отрицательного поглощения 302
6 5.2. Увеличение сечения поглощения за счет перехода к зондированию горячих полос 305
6.5.3. Лазерный трассовый газоанализ атмосферы с использованием спектроскопии двойного ИК резонанса 307
6 6 Основные результаты Главы VI 317
Заключение
