Saturated absorption spectroscopy
நிறைவுற்ற உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறின் தரை நிலைக்கும் உற்சாகமான நிலைக்கும் இடையிலான மாற்ற அதிர்வெண்ணை அளவிடுகிறது. நிறைவுற்ற உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில், இரண்டு எதிர்-பரப்புதல், ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்பட்ட லேசர் கற்றைகள் அணு வாயுவின் மாதிரி மூலம் அனுப்பப்படுகின்றன. லேசரின் அதிர்வெண் மாற்றம் அதிர்வெண்ணுடன் பொருந்தும்போது பீம்களில் ஒன்று உற்சாகமான அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளில் ஃபோட்டான் உமிழ்வைத் தூண்டுகிறது. இந்த கூடுதல் ஃபோட்டான்கள் தோன்றும் வரை லேசர் அதிர்வெண்ணை மாற்றுவதன் மூலம், சரியான மாற்ற அதிர்வெண்ணைக் கண்டறிய முடியும். இந்த முறை அறை வெப்பநிலையில் துல்லியமான அளவீடுகளை செயல்படுத்துகிறது, ஏனெனில் இது டாப்ளர் விரிவாக்கத்திற்கு உணர்திறன் இல்லாதது. உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி டாப்ளர்-அகலப்படுத்தப்பட்ட மாற்றத்தை அளவிடுகிறது, எனவே செறிவூட்டப்பட்ட உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் அதே உணர்திறனை அடைய அணுக்கள் மில்லிகெல்வின் வெப்பநிலைக்கு குளிர்விக்கப்பட வேண்டும். நிறைவுற்ற உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் கோட்பாடு மாதிரியை மில்லிகெல்வின் வெப்பநிலைக்கு குளிர்விக்காமல் டாப்ளர் விரிவுபடுத்தும் சிக்கலை சமாளிக்க, ஒரு கிளாசிக்கல் பம்ப்-ப்ரோப் திட்டம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒப்பீட்டளவில் அதிக தீவிரம் கொண்ட ஒரு லேசர் அணு நீராவி வழியாக அனுப்பப்படுகிறது, இது பம்ப் கற்றை என்று அழைக்கப்படுகிறது. மற்றொரு எதிர்-பரப்புதல் பலவீனமான கற்றை அணுக்கள் வழியாக அதே அதிர்வெண்ணில் அனுப்பப்படுகிறது, இது ப்ரோப் கற்றை என்று அழைக்கப்படுகிறது. பீம்களின் பல்வேறு அதிர்வெண்களுக்கு ப்ரோப் பீமின் உறிஞ்சுதல் ஒரு ஃபோட்டோடியோடில் பதிவு செய்யப்படுகிறது. இரண்டு பீம்களும் ஒரே அதிர்வெண்ணில் இருந்தாலும், இயற்கையான வெப்ப இயக்கம் காரணமாக அவை வெவ்வேறு அணுக்களை உரையாற்றுகின்றன. அணு மாற்ற அதிர்வெண் தொடர்பாக பீம்கள் சிவப்பு-டியூன் செய்யப்பட்டிருந்தால், பம்ப் கற்றை பீம் மூலத்தை நோக்கி நகரும் அணுக்களால் உறிஞ்சப்படும், அதே நேரத்தில் புரோப் கற்றை எதிர் திசையில் அதே வேகத்தில் அந்த மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் அணுக்களால் உறிஞ்சப்படும். பீம்கள் நீல நிறத்தில் இருந்தால், அதற்கு நேர்மாறாக நிகழ்கிறது. இருப்பினும், லேசர் தோராயமாக அதிர்வில் இருந்தால், இந்த இரண்டு கற்றைகளும் ஒரே அணுக்களைக் குறிக்கின்றன, அவை வேகம் திசையன்கள் லேசர் பரப்புதலின் திசையில் கிட்டத்தட்ட செங்குத்தாக உள்ளன. ஒரு அணு மாற்றத்தின் இரு நிலை தோராயத்தில், வலுவான பம்ப் கற்றை பல அணுக்களை உற்சாகமான நிலையில் இருக்கும்; தரை நிலையில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் உற்சாகமான நிலை தோராயமாக சமமாக இருக்கும்போது, மாற்றம் நிறைவுற்றதாகக் கூறப்படுகிறது. ஆய்வுக் கற்றை வழியாக ஒரு ஃபோட்டான் அணுக்கள் வழியாகச் செல்லும்போது, அது ஒரு அணுவை எதிர்கொண்டால், அணு உற்சாகமான நிலையில் இருக்கும், இதனால் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வுக்கு உட்படும், ஃபோட்டான் மாதிரியின் வழியாகச் செல்லும். எனவே, லேசர் அதிர்வெண் அதிர்வு முழுவதும் வீசப்படுவதால், ஒவ்வொரு அணு மாற்றத்திலும் (பொதுவாக ஹைப்பர்ஃபைன் அதிர்வுகள்) உறிஞ்சுதல் அம்சத்தில் ஒரு சிறிய சரிவு காணப்படும். பம்ப் கற்றை எவ்வளவு வலுவாக இருக்கிறதோ, காஸியன் டாப்ளர்-பரந்த உறிஞ்சுதல் அம்சத்தில் பரந்த மற்றும் ஆழமான சரிவுகள் ஏற்படுகின்றன. சரியான நிலைமைகளின் கீழ், டிப் அகலம் மாற்றத்தின் இயற்கையான லைன் அகலத்தை அணுகலாம். இரண்டுக்கும் மேற்பட்ட நிலைகளைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பில் எதிர்-பரப்புதல் கற்றைகளின் இந்த முறையின் விளைவாக குறுக்குவெட்டு கோடுகள் உள்ளன. இரண்டு மாற்றங்கள் ஒரே டாப்ளர்-பரந்த அம்சத்திற்குள் இருக்கும்போது மற்றும் ஒரு பொதுவான தரை நிலையைப் பகிர்ந்து கொள்ளும்போது, இரண்டு மாற்றங்களுக்கும் இடையில் ஒரு அதிர்வெண்ணில் ஒரு குறுக்குவெட்டு உச்சநிலை ஏற்படலாம். இது பம்ப் மற்றும் ப்ரோப் பீம்களை இரண்டு தனித்தனி மாற்றங்களுடன் எதிரொலிப்பதைப் பார்க்கும் அணுக்களை நகர்த்துவதன் விளைவாகும். பம்ப் கற்றை தரை நிலையை மக்கள் தொகை குறைவதற்கு காரணமாக இருக்கலாம், ஒரு மாற்றத்தை நிறைவு செய்கிறது, அதே நேரத்தில் ப்ரோப் கற்றை இந்த செறிவு காரணமாக தரை நிலையில் மிகக் குறைவான அணுக்களைக் கண்டறிந்து, அதன் உறிஞ்சுதல் குறைகிறது. இந்த குறுக்குவெட்டு சிகரங்கள் மிகவும் வலுவாக இருக்கலாம், பெரும்பாலும் முக்கிய நிறைவுற்ற உறிஞ்சுதல் சிகரங்களை விட வலுவாக இருக்கும். ஒரு அணுவின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையின் டாப்ளர் விரிவாக்கம் மின்காந்த புலத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும் ஒரு அணுவின் விளக்கத்தின்படி, அணுவால் ஒளியை உறிஞ்சுவது சம்பவ ஃபோட்டான்களின் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது. இன்னும் துல்லியமாக, உறிஞ்சுதல் என்பது அகலம் κ/2 கொண்ட லோரெண்ட்சியன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது (குறிப்புக்கு, பொதுவான ரூபிடியம் டி-லைன் மாற்றங்களுக்கு). அறை வெப்பநிலையில் அணு நீராவியின் ஒரு செல் நம்மிடம் இருந்தால், வேகத்தின் விநியோகம் மேக்ஸ்வெல்-போல்ட்ஸ்மேன் விநியோகத்தைப் பின்பற்றும், அங்கு அணுக்களின் எண்ணிக்கை, போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி மற்றும் அணுவின் நிறை. சார்பற்ற வேகங்களின் விஷயத்தில் டாப்ளர் விளைவு சூத்திரத்தின்படி, அணு ஓய்வில் இருக்கும்போது அணு மாற்றத்தின் அதிர்வெண் எங்கே (ஆராயப்படும் ஒன்று). ஒரு செயல்பாடாக இன் மதிப்பு மற்றும் வேகங்களின் விநியோகத்தில் செருகப்படலாம். எனவே துடிப்பின் செயல்பாடாக உறிஞ்சுதலின் விநியோகம் அறை வெப்பநிலையில் ஒரு ரூபிடியம் அணுவுக்கு அரை அதிகபட்சமாக முழு அகலத்துடன் ஒரு காஸியனுக்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும், எனவே, ஒரு அணு நீராவியின் அதிகபட்ச உறிஞ்சுதலை ஆராயும் சோதனை அமைப்பில் எந்த சிறப்பு தந்திரமும் இல்லாமல், அளவீட்டின் நிச்சயமற்ற தன்மை டாப்ளர் விரிவடைவதால் மட்டுப்படுத்தப்படும், அதிர்வுகளின் அடிப்படை அகலத்தால் அல்ல. பம்ப் மற்றும் ப்ரோப் கற்றை ஒரே சரியான அதிர்வெண்ணைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்பதால், அவை ஒரே லேசரிலிருந்து வருவதற்கு மிகவும் வசதியான தீர்வு. பம்ப் கற்றை அதன் தீவிரத்தைக் குறைக்க நடுநிலை அடர்த்தி வடிகட்டி வழியாக அனுப்பப்பட்ட பம்ப் கற்றை பிரதிபலிப்பால் ப்ரோப் கற்றை உருவாக்கப்படலாம். லேசரின் அதிர்வெண்ணை நன்றாகச் சரிசெய்ய, குழி அலைநீளத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் பைசோ எலக்ட்ரிக் டிரான்ஸ்யூசரைக் கொண்ட டையோடு லேசரைப் பயன்படுத்தலாம். ஃபோட்டோடியோட் சத்தம் காரணமாக, லேசர் அதிர்வெண் மாற்றம் மற்றும் ஃபோட்டோடியோட் வாசிப்பு முழுவதும் பல ஸ்வீப்களில் சராசரியாக மாற்றப்படலாம். உண்மையான அணுக்களில், சில நேரங்களில் மாதிரியின் டாப்ளர் சுயவிவரத்திற்குள் இரண்டுக்கும் மேற்பட்ட பொருத்தமான மாற்றங்கள் உள்ளன (எ. கா. ஹைப்பர்ஃபைன் தொடர்புகளுடன் கார அணுக்களில்). இது குறுக்குவெட்டு அதிர்வுகளுக்கு கூடுதலாக இந்த புதிய அதிர்வுகள் காரணமாக உறிஞ்சுதல் அம்சத்தில் மற்ற சரிவுகளின் தோற்றத்தை உருவாக்கும். குறிப்புகள் ரூபிடியம் அணு இயற்பியல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் நிறைவுற்ற உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி