Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Tabrizchi,Hossein Farrokhpour
محمود تبریزچی (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemah Abyar firouzabady
فاطمه آبیارفیروزآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Temporal Evolution of Optogalvanic Signals of Neon in the Range of 600-630 nm Region
Optogalvanic spectroscopy is a very useful method for observation of optical transitions in plasma media. The optogalvanic effect occurs due to the variation of impedance in a gas discharge when illuminated by a laser beam resonant to an atomic or molecular transition of the gas within the discharge. The change is then fed to an A/D convertor via a capacitor and the result is observed on a monitor. In practice, the laser frequency is scanned while the discharge current is recorded. transition. In resonance condition, a sudden increase in the discharge current is observed, upon the laser shut. Then the current fluctuates and slowly approach its initial value. The temporal behavior of the discharge current depends on the decay rates of the states involved in the transition. In this work the time evolution of the optogalvanic signal for six transitions of neon in the range of 600-630 nm were studied. A dye laser (TDL-90,Quantel,France) pumped by an Nd:YAG (YAG980,Quantel, France) was used as the laser source. Rhodamine 101 was used to produce the laser light in the range of 600 to 630 nm. The line width of dye laser was about 0.08 cm-1 corresponding to 3 pm at 600 nm. A commercial Ag–Ne hollow cathode lamp (Narva, Germany) along with a home-made adjustable dc power supply (200–600 V) was used to create the discharge in neon. Transitions from the states 2p 5 3s [3/2] 1 and 2p 5 3s [1/2] 0 to all configurations of 2p 5 4d and 2p 5 5s were studied. These are all two-photon transitions, previously observed in the laser spectroscopy lab of Isfahan University of Technology. The time evolution for all transitions was the same including; a rapid increase in the current followed by a decrease to bellow the baseline and a slow increase to the baseline. All temporal signals were best fitted to a three exponential sentences function corresponding to the mathematical expression proposed by Han et al. This suggests that three states are involved in construction of the optogalvanic signal. The first state is the lower state 3s, that was depopulated due to the laser shut and gains its population again. The upper states 4d and 5s, although, are populated by the laser shut, they are strongly coupled to the 3p and 4p states so that their population are quickly loaded to the 3p and 4p via radiative decay. Hence the newly populated states 3p and 4p make the optogalvanic signal via relaxation to the steady state condition of the plasma. The experiment was repeated at different discharge current for all transitions. The decay rates for the low state 3s and the two upper states, 3p, 4p were extracted as a function of different discharge currents with an appropriate instrumental time constant.
طیف سنجی اپتوگالوانیک، یک روش ساده و مفید برای مشاهده ی انتقال های نوری در محیط پلاسما است. هنگامی که پلاسما تحت تابش لیزر قرار می گیرد، به شرطی که فرکانس در رزونانس با ترازهای گاز پرکننده باشد، هدایت پلاسما و جریان الکتریکی تخلیه تغییر می کند. این پدیده به اثر اپتوگالوانیک معروف است. در این شرایط غالباًجمعیت دو تراز درگیر در رزونانس تغییر می کند. بنابراین تعادل یونش و مقاومت ظاهری تخلیه تغییر می کند. این تغییر بوسیله یک تبدیل کننده آنالوگ به دیجیتال و از طریق یک خازن خوانده شده و سپس تغییرات بر روی نمایشگر مشاهده می شود. برای ثبت طیف اپتوگالوانیک عملاً فرکانس لیزر روبش شده و تغییرات جریان تخلیه ثبت می شود. افت وخیز در جریان که پس از تابش لیزر رخ می دهد به انتقالات الکترونی نسبت داده می شود. در شرایط روزنانس، بعد از تابش لیزر یک افزایش ناگهانی در جریان تخلیه مشاهده می شود. پس از آن جریان به زیر خط پایه می رسد و دوباره به آرامی به خط پایه باز می گردد. رفتارزمانی جریان تخلیه به سرعت فروافت ترازها وابسته است. در این کار رفتار زمانی برای شش انتقال نئون در ناحیه 600 تا 630 نانومتر مطالعه شده است. برای انجام این کار از لیزر رنگی (مدل TDL90 کوانتل فرانسه) و یک لیزر Nd:YAG (مدل YG980 کوانتل فرانسه) به عنوان پمپ کننده لیزر رنگی استفاده شده است. رنگ رودامین 101 برای ایجاد نور لیزر در ناحیه 600 تا 630 نانومتر استفاده شده است. پهنای هر تپ لیزر رنگ 1 cm - 8/0 است، که در طول موج 600 نانومتر 3 پیکومتر است. از لامپ هالوکاتد تجاری نقره که در یک مدار شامل منبع تغذیه (200-600 ولت) قرار دارد، برای ایجاد تخلیه استفاده شده است. در این تحقیق رفتار زمانی سیگنال اپتوگالوانیک مربوط به شش انتقال دو فوتونی نئون که قبلاً در آزمایشگاه لیزر دانشگاه صنعتی اصفهان مشاهده شده است بررسی شده است. این انتقال ها ازترازهای 2p53s[3/2] 1 و 2p 5 3s[1/2] 0 به ترازهای آرایش الکترونی 2p 5 4d و 2p 5 5s برای گاز نئون می باشد. رفتار زمانی برای تمامی انتقال ها یکسان است. ابتدا سیگنال بسرعت افزایش یافته، سپس به زیر خط پایه کاهش می یابد و در مرحله آخر به آرامی به خط پایه باز می گردد. تمامی انتقال ها در سه جمله نمایی برازش می شوند که مطابق با مدل هان و همکاران می باشد. بر اساس این نتایج سه تراز در پدید آوردن سیگنال اپتوگالوانیک نقش دارند. یکی تراز پایین 3s که جمعیت آن در اثر لیزر کاهش یافته و دوباره جمعیت دار می شود. تراز بالایی 2p 5 4d و 2p 5 5s که در اثر لیزر جمعیت دار شده اما سریعاً به ترازهای 3p و 4p فروافت تابشی دارند. بنابراین دو تراز جدید که جمعیت دار شدند سیگنال اپتوگالوانیک را می سازند. برای همه انتقال ها رفتار زمانی در جریان های مختلف بررسی شده است و سرعت فروافت برای تراز پایین 3s و ترازهای 3p و 4pبصورت تابعی از جریان تخلیه گزارش شده است و همچنین ثابت زمانی مدار نیز تعیین شده است. برای همه ترازهای در گیر در انتقال، زمان استراحت برخوردی و تابشی محاسبه شده است که با موارد قبلی گزارش شده مطابقت دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی