Silicon Isotope Separation by two frequency IRMPD

• Autores: M. Risaro, V. D’Accurso, J. Codina, M. L. Azcárate
• Localización: Óptica pura y aplicada, ISSN-e 2171-8814, Vol. 50, Nº. 3, 2017, págs. 229-237
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Separación isotópica de Si mediante la DMFIR con dos frecuencias
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    La Disociación Multifotónica InfrarRoja (DMFIR) es un método de separación de isótopos con láser altamente selectivo el cual consiste en la absorción secuencial de fotones resonantes con un modo de vibración de la molécula que contiene el isótopo de interés, desde el estado fundamental hasta sobrepasar el umbral de disociación. Las moléculas con umbrales de disociación alto requieren láseres de alta energía. Esta desventaja puede superarse mediante la DMFIR con dos frecuencias. En esta técnica, un láser de baja energía, resonante con los primeros niveles vibracionales garantiza la selectividad isotópica del proceso y otro, menos restrictivo en sintonía, pero de alta fluencia produce la disociación molecular. En este trabajo se investigó la posibilidad de obtener enriquecimiento isotópico utilizando SiF4 como molécula de trabajo. Se estudió la DMFIR de SiF4 con dos frecuencias provenientes de dos láseres de CO2 TEA monomodo transversal en un jet molecular. Como sistema de detección se utilizó un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo con ionización multifotónica UV. Se determinó el efecto de la variación de la fluencia y longitud de onda de los láseres de excitación y de disociación sobre los valores de los estimadores α y β asociados a la eficiencia de la disociación y al grado de enriquecimiento isotópico obtenido, respectivamente, y se comparó con los resultados obtenidos en la DMFIR con una sola frecuencia.

  • English

    InfraRed Multi-Photon Dissociation (IRMPD) is a highly selective laser isotope separation technique. This process consists of a sequential IR photon absorption from the ground vibrational state up to dissociation by a molecule that contains the isotope of interest. High dissociation threshold molecules require large intensity radiation fields. This drawback could be overcome by two-frequency IRMPD. In this technique, a low energy laser resonant with the first energy levels guarantees isotopic selectivity excitation and a second non-resonant large energy laser achieves molecular dissociation. The possibility of obtaining silicon laser isotopic enrichment using SiF4 as working molecule was investigated in this work. Two-frequency IRMPD of SiF4 with two TEA CO2 single transverse mode lasers was studied in a molecular jet. The dissociation process was monitored with a Time-of-Flight mass spectrometer with UV multi-photon ionization. The excitation laser fluence and wavelength dependence of the isotopic dissociation estimator, α, and the enrichment factor estimator, β, were determined and compared to those obtained in single-frequency IRMPD.