ИЗУЧЕНИЕ СТОЛКНОВИТЕЛЬНОЙ ДЕЗАКТИВАЦИИ МОЛЕКУЛ O₂(b ¹Σ⁺_g) В ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНОЙ СМЕСИ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННЫХ РЕШЕТОК
Козлов Д.Н., Кобцев В.Д., Стельмах О.М., Смирнов В.В.

Поступила в редакцию: 24 Декабря 2012

DOI: 10.7868/S0044451013070055

DJVU (191.3K)

PDF (410.1K)

В смесях H₂/ O₂ экспериментально исследован процесс столкновительной дезактивации молекул O₂(b ¹Σ⁺_g), возбужденных импульсом резонансного лазерного излучения с длиной волны 762 нм и длительностью 10 нс. Интенсивность этого излучения и эффективность возбуждения молекул имели пространственно-периодическую модуляцию, что приводило к формированию лазерно-индуцированных решеток показателя преломления. Изучение временной эволюции этих решеток позволяет определять скорости столкновительной релаксации возбужденных состояний молекул и температуру газа. Измерены скорости дезактивации состояния (b ¹Σ⁺_g) молекул O₂ в смеси с 4.3 об. % H₂ при плотности 2 Амага в температурном интервале 294-850 К. Показано, что вплоть до температур 780-790 К при задержках до 10 мкс после импульса возбуждения в столкновениях молекул H₂ с молекулами O₂(b ¹Σ⁺_g) и O₂(a ¹Δ_g) доминирует физическая дезактивация последних. Параметры полученной температурной зависимости скорости дезактивации состояния b ¹Σ⁺_g хорошо согласуются с данными независимых измерений, проведенных ранее при более низких (200-400 K) температурах. С помощью спектроскопии поглощения с использованием перестраиваемых диодных лазеров измерена зависимость от температуры плотности числа молекул H₂ O, появляющихся по мере нагрева смеси в результате «темновой» брутто-реакции O₂+2H₂\rightarrow 2H₂O молекул O₂ в основном состоянии. Измерения показали, что при достижении температур 790-810 К эта реакция приводит к полной переработке H₂ в H₂ O.