Двухфотонная диссоциация

Перекрытие континуума диссоциации может быть сведено к минимуму настройкой второго лазера на крайний длинноволновый участок полосы поглощения σ(A^∗). Однако это связано с уменьшением эффективности возбуждения. Перекрытие можно уменьшить первоначальным возбуждением молекулы до более высокого колебательного состояния.

3. Ограничения вращательной релаксации. Несмотря на то, что переход на частоте v₁ происходит между двумя дискретными колебательными состояниями, в действительности он является колебательно-вращательным переходом. Так как v₁ соответствует разности частот между двумя колебательно-вращательными уровнями, то интенсивность этого перехода зависит от разности населённостей двух вращательных уровней энергии: одного для возбуждённого колебательного уровня и другого для основного колебательного уровня. Из-за неэффективности переноса энергии между отдельными вращательными уровнями насыщение этого перехода может произойти при сравнительно малой интенсивности лазерного излучения. Это означает, что только небольшая часть q всех имеющихся молекул может быть возбуждена. Обычно 0,01 ≲ q ≲ 0,1. При повышении давления q возрастает благодаря перекрытию вращательных линий. Попытки увеличения q за счёт соударений не всегда успешны, так как при нагревании газа характерное время вращательной релаксации часто оказывается сопоставимым с временем колебательно-трансляционного переноса.

Первые эксперименты по разделению изотопов методом двухфотонной диссоциации проведены Амбарцумяном и др. Для возбуждения колебательных состояний молекул N¹⁵H₃ были использованы импульсы настраиваемого на отдельную линию ТЕА CO₂-лазера. Затем осуществлялась фотодиссоциация этих молекул ультрафиолетовым излучением искрового источника, синхронизованного по времени с импульсом CO₂-лазера. Для удаления нежелательного участка спектра излучения, который мог бы вызвать фотодиссоциацию N¹⁴H₃, использовался фильтр из N¹⁴H₃. В результате реакции

4N¹⁵H₃ → 2N¹⁵H₃ + 3H₂ + 

образовывался изотопически обогащённый азот . Достигнут коэффициент обогащения β ≃ 2,5 ÷ 6.