Spektrite püsisälkamine

Spektrite püsisälkamine on tahkiste lisandite optilistesse neeldumisspektritesse kitsaste stabiilsete kahanenud neeldumisega ribade (spektraalsälkude) tekitamine monokromaatse valguse toimel.

Spektraalsälkamise põhimõtteskeem. Monokromaatne laservalgus ergastab vaid neid lisandimolekule, mille neeldumisjoon spektris (punane joonise vasakpoolsel osal) on laseriga resonantsis. Nii kutsutakse esile fotokeemiline reaktsioon, mille tulemusel laseri ergastatud molekulid kaotavad võime neelata valgust endisel sagedusel  – spektrisse tekkib “sälk” (parempoolne kujutis).

Tingimused

Nähtuse eelduseks on

1. Kitsa neeldumisjoone (foononvaba joone) olemasolu üksiku lisandmolekuli, -aatomi või –iooni spektris (homogeenses spektris).
2. Tahkise lisandispektri mittehomogeenne laienemine ükskiklisandite lokaalsete ümbruste erinevusest põhjustatud homogeensete spektrijoonte sageduste juhuslike (statistiliste) nihete tõttu.
3. Fotoindutseeritud reaktsioon lisandis (fotolagunemine, -ionisatsioon, -isomerisatsioon jt), mis muudab jäävalt või piisavalt pikaks asjaks lisandi neeldumissagedust.

Spektrite püsisälkamise varem tuntud analoogiks on küllastussälgud gaaside neeldumisspektrites, mille lühiealisus aga piirab oluliselt nende rakendusi.

Rakendused

Spektrite püsisälkamist on tulemuslikult rakendatud tahkiste (sh ja eriti korrastamata tahkiste nagu nt klaasid) kõrglahutusspektroskoopias. Laboratoorselt on demonstreeritud suurt hulka spektraalsälkamise tehnilisi rakendusi nagu ülitihe optiline infosalvestus spektraalse mõõtme kasutamisega, optilised kitsasribafiltrid, aeg-ruumiline holograafia, väljade (deformatsiooniväli tahkistes, elektriväli jt.) visualiseerimine ja salvestamine jt. Kõigi nimetatud meetodite üldiseks puuduseks on senini olnud vajadus viia töökeskkonnad väga madalatele temperatuuridele (kuni vedela heeliumi keemistemperatuurini 4,2 K).

Avastamine

Nähtuse avastasid 1974. aastal Tartu füüsikud Anšel Gorohhovski, Rein Kaarli ja Ljubov Rebane (ENSV TA Füüsika Instituut) ning Troitski (Nõukogude Liit) teadlased Boriss Harlamov, Roman Personov ja Ljudmila Bõkovskaja (NSVL TA Spektroskoopia Instituut) .