Высокоточный радиоспектрометр с субдоплеровским спектральным разрешением

Abstract

Представлены результаты модернизации автоматизированного спектрометра миллиметрового диапазона Радиоастрономического института НАН Украины, целью которой было достижение субдоплеровского спектрального разрешения на основе наблюдения провала Лэмба. Обсуждаются аппаратные решения, использованные при модернизации, а также некоторые результаты исследования вращательного спектра молекулы метанола CH3OH. Измеренное значение ширины провала Лэмба для перехода J = 1← 0 молекулы СО, 10 кГц, хорошо согласуется с ограничением, налагаемым пролетным уширением в поглощающей ячейке, и соответствует повышению разрешающей способности спектрометра примерно на порядок. Результаты исследования спектра метанола подтверждают наличие аномальной сверхтонкой структуры у целого ряда переходов

Надаються результати модернізації автоматизованого спектрометра міліметрового діапазону Радіоастрономічного інституту НАН України, метою якої було досягнення субдопплерівської роздільної здатності на основі спостереження провалу Лемба. Дискутуються апаратні розв’язки, застосовані при модернізації, а також деякі результати дослідження обертального спектра молекули метанолу CH3OH. Виміряне значення ширини провалу Лемба для переходу J = 1← 0 молекули СО, 10 кГц, добре узгоджується з обмеженням, спричиненим пролітним розширенням у поглинальній комірці, та відповідає підвищенню роздільної здатності спектрометра приблизно на порядок. Результати дослідження спектра метанолу підтверджують наявність аномальної надтонкої структури у цілій низці переходів.

Results of improvement of the automated millimeter-wave spectrometer of the Institute of Radio Astronomy NAS–Ukraine aimed at reaching a sub-Doppler resolution on the basis of the Lamb-dip observation are presented. Some hardware solutions of the improvement and some results of investigation of the methanol CH3OH molecule rotational spectrum are discussed. Measured value of the Lamb-dip width of 10 kHz for J = 1← 0 transition of CO molecule agrees well with the broadening caused by collisions with cell walls. This value corresponds to improvement of spectral resolution by an order of magnitude. Results of investigation of the methanol spectrum confirm the anomalous hyperfine structure for a number of transitions.