Separación isotópica de Si mediante la DMFIR con 2 frecuencias

VIOLETA D'ACCURSO; MATÍAS A. RISARO; MARÍA LAURA AZCÁRATE; JORGE CODNIA

Pucón

Congreso; VII Reunión Iberoamericana de Óptica y X Encuentro Latinamericano de Óptica, Láseres y Aplicaciones (IX RIAO/XII OPTILAS); 2016

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. Para superar dicho umbral se requiere de un láser molecular de alta potencia pico lo cual trae aparejado el inconveniente de una pérdida de la selectividad isotópica debido al ensanchamiento por potencia de los niveles vibracionales que produce dicho tipo de radiación. Dependiendo de la separación espectral entre ambos isótopos, el ensanchamiento por potencia puede solapar las bandas de absorción de los mismos. A su vez, la anarmonicidad de los niveles vibracionales reduce la eficiencia de la DMFIR al sacar de sintonía a la radiación incidente a medida que aumenta la excitación molecular. Las consecuencias de ambos efectos pueden reducirse utilizando dos láseres IR: uno de baja potencia pico, resonante con los primeros niveles vibracionales (excitación) para garantizar la selectividad del proceso y otro, menos restrictivo en sintonía, pero de alta fluencia (disociación) para producir la disociación molecular. En este trabajo se presentan los resultados de las experiencias de DMFIR con dos frecuencias. Se utilizó SiF4 como molécula de trabajo. La excitación y disociación IR de SiF4 se realizó con dos láseres de CO2 TEA, monomodo transversal, colimados, operando en una configuración co-lineal y enfocados en el centro de la cámara. Como sistema de detección se utilizó un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo con ionización multifotónica UV. La secuencia temporal: inyección de la muestra ? pulso de excitación ? pulso de disociación ? pulso de ionización ? digitalización del espectro de tiempo de vuelo, se realizó utilizando una unidad de retardos controlada por una PC. El control de estos tiempos de retardo permitió variar la presión de la muestra en la zona de trabajo, la relación señal-ruido de la señal detectada y la vida media de la especie excitada. Para el análisis se definieron los estimadores α y β asociados a la eficiencia de la disociación y al grado de enriquecimiento isotópico obtenido, respectivamente. Con el fin de optimizar el proceso de enriquecimiento isotópico se estudió el efecto de la variación de la fluencia y longitud de onda de los láseres de excitación y de disociación sobre los valores de α y β.