Новый подход к технологиям получения чистого вещества из горной породы с помощью лазерного излучения

  • Напас Бекназарович Эшкабилов Самаркандский государственный университет им. Шарафа Рашидова, бул. Университетский, 15, 140104, г. Самарканд, Узбекистан
  • Шухрат Рустамович Хайдаров Самаркандский государственный университет им. Шарафа Рашидова, бул. Университетский, 15, 140104, г. Самарканд, Узбекистан
  • Анвар Сапарбаевич Курбаниязов Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммеда аль­Хорезми, ул. Ибн Сины, 2а, 140100, г. Самарканд, Узбекистан

Аннотация

Рассматривается метод селективной ступенчатой фотоионизации атомов для исследования околопороговых явлений на границе дискретных и сплошных спектров атомов при возбуждении ридберговских и автоионизационных состояний с резонансным лазерным излучением. Основными достоинствами метода являются высокие чувствительность, спектральное и временное разрешение, а также селективность, гибкость и универсальность. Оптимально подобранная схема селективной фотоионизации атомов под воздействием двух или трех лазерных лучей с определенным образом настроенными частотами и заданными интенсивностями позволяет ионизировать каждый атом за 10–5–10–7 с. Используя 20 % энергии излучения со средней мощностью 103 Вт, можно добиться фотоионизации атомов на уровне примерно 1 моль вещества за 1 ч. Таким образом, относительно небольшие установки, как правило, производят несколько тонн чистого вещества в год. По этой причине метод селективной ступенчатой фотоионизации атомов в сочетании с перестраиваемым лазером средней мощности (102–103 Вт) считается самым продуктивным для тонкого разделения вещества на атомарно-молекулярном уровне.

Биографии авторов

Напас Бекназарович Эшкабилов, Самаркандский государственный университет им. Шарафа Рашидова, бул. Университетский, 15, 140104, г. Самарканд, Узбекистан

доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой теоретической физики и квантовой электроники Института инженерной физики

 

Шухрат Рустамович Хайдаров, Самаркандский государственный университет им. Шарафа Рашидова, бул. Университетский, 15, 140104, г. Самарканд, Узбекистан

докторант кафедры теоретической физики и квантовой электроники Института инженерной физики

 

Анвар Сапарбаевич Курбаниязов, Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммеда аль­Хорезми, ул. Ибн Сины, 2а, 140100, г. Самарканд, Узбекистан

кандидат физико-математических наук; заведующий учебно-методическим отделом

 

Литература

  1. Letokhov VS, Moore CB. [Laser isotope separation (review). Part 1]. Kvantovaya elektronika. 1976;3(2):248–287. Russian.
  2. Letokhov VS, Moore CB. [Laser isotope separation. Part 2]. Kvantovaya elektronika. 1976;3(3):485–516. Russian.
  3. Letokhov VS, Mishin VI, Puretskii AA. [Selective photoionization of atoms by laser radiation]. In: Smirnov BM, editor. Khimiya plazmy. Vypusk 4 [Plasma chemistry. Issue 4]. Moscow: Atomizdat; 1977. p. 3–60. Russian.
  4. Ambartsumyan RV, Kalinin VN, Letokhov VS. [Two-step selective photoionization of rubidium atoms by laser radiation]. Pis’ma v ZhETF. 1971;13(6):305–307. Russian.
  5. Tuccio SA, Dubrin JW, Peterson OG, Snavely BB. Two-step selective photoionization of 235 U in uranium vapor. IEEE Journal of Quantum Electronics. 1974;10(9):790. DOI: 10.1109/JQE.1974.1068454.
  6. Letokhov VS. Prospects of dye laser applications to the selective laser photophysics. Spectroscopy Letters. 1975;8(9):697–709. DOI: 10.1080/00387017508067374.
  7. Letokhov VS. Laser isotope separation. Nature. 1979;277(5698):605–610. DOI: 10.1038/277605a0.
  8. Eshkabilov NB, Kurbaniyazov AS, Haidarov ShR. Laser photoionization spectroscopy of Rydberg and autoionizing states of rare-earth element atoms. Russian Physics Journal. 2022;64(10):1872–1879. DOI: 10.1007/s11182-022-02535-2.
  9. Tursunov AT, Eshkabilov NB. Spatial diagnostics of atomic gallium beam by the two-step laser photoionization. Kvantovaya elektronika. 1982;9(10):2096–2097. Russian.
  10. Tursunov AT, Eshkabilov NB. [Detection of single gallium atoms in an atomic beam]. Journal of Technical Physics. 1984;54(1):166–168. Russian.
  11. Radtsig AA, Smirnov BM. Parametry atomov i atomnykh ionov [Parameters of atoms and atomic ions]. 2nd edition. Moscow: Energoatomizdat; 1986. 344 p. Russian.
  12. Eshkabilov NB. [Detection of single gold atoms in an atomic beam]. In: Spektroskopiya kondensirovannykh sred [Spectroscopy of condensed matter]. Samarkand: Publishing House of the Samarkand State University; 1991. p. 57–60. Russian.
  13. Nesmeyanov AN. Davlenie para khimicheskikh elementov [Vapor pressure of chemical elements]. Moscow: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR; 1961. 396 p. Russian.
  14. Eshkabilov NB, Khaydarov ShR. Laser spectroscopy of the Rydberg states of the indium atom. In: 3rd International conference on nanophotonics, metamaterials and photovoltaics (ICNMP­2023); 2023 May 23–27; Samarkand, Uzbekistan. [S. l.]: [s. n.]; 2023. p. 29–30.
  15. Smirnov BM. Vozbuzhdennye atomy [Excited atoms]. Moscow: Energoizdat; 1982. 232 p. Russian.
  16. Kasimov AK, Tursunov AT, Eshkabilov NB. Investigation of aluminum vaporization by method of laser resonance step photoionization. In: Winograd N, Parks JE, editors. Resonance ionization spectroscopy – 1996. Eighth International symposium; 1996 June 30 – July 5; State College, USA. Woodbury: AIP Press; 1997. p. 141 (AIP conference proceedings; volume 388).
  17. Muchnik ML, Orlov YuV, Parshin GD, Chernyak EYa, Letokhov VS, Mishin VI. Production of an indium ion beam by the method of selective step laser photp ionization of atoms. Kvantovaya elektronika. 1983;10(11):2331–2335. Russian.
  18. Maissel LI, Glang R, editors. Handbook of thin film technology. New York: McGraw-Hill Book Company; 1970. X, 1174 p. Russian edition: Maissel L, Glang R, Elinson MI, Smolko GG, editors. Tekhnologiya tonkikh plenok. Tom 1. Moscow: Sovetskoe radio; 1977. 664 p.
  19. Eshkabilov NB, Khaidarov ShR. Technology for obtaining pure materials at the atomic-molecular level using laser radiation. Modern Science and Research. 2022;1(1):173–176. Russian. DOI: 10.5281/zenodo.7337055.
  20. Zaynabidinov SZ, Saidov AS, Leiderman AYu, Kalanov MU, Usmonov ShN, Rustamova VM, et al. Receiving, structure and properties of epitaxial films (GaAs)1 – x − y(Ge2)x(ZnSe)y based on GaAs. Fizika i tekhnika poluprovodnikov. 2016;50(1):60–66. Russian. EDN: VPSAMN.
  21. GusevAI. Nanomaterialy, nanostruktury, nanotekhnologii [Nanomaterials, nanostructures, nanotechnologies]. 2nd edition. Moscow: Fizmatizdat; 2007. 416 p. Russian.
Опубликован
2024-05-27
Ключевые слова: лазерное излучение, селективная ступенчатая фотоионизация атомов, ССФА, нейтральные атомы, горная порода, атомный пучок, фотоионный сигнал, флуктуация, коллимированный ионный пучок
Поддерживающие организации Работа выполнена по открытому плану научно-исследовательских работ Самаркандского государственного университета имени Шарафа Рашидова, а также в рамках фундаментального научного проекта Ф2-15 «Околопороговая лазерно-ионизационная спектроскопия атомов тяжелых элементов (Pt, Au, Hg, Tl, Pb)».
Как цитировать
Эшкабилов, Н. Б., Хайдаров, Ш. Р., & Курбаниязов, А. С. (2024). Новый подход к технологиям получения чистого вещества из горной породы с помощью лазерного излучения. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 11-19. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/6102
Выпуск
№ 2 (2024): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Оптика и спектроскопия

Copyright (c) 2024 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).