Коэффициент поглощения при насыщении

Покажите, что для неоднородно уширенной линии, форма которой описывается функцией g, коэффициент поглощения при насыщении, измеряемый по схеме рис. 2.15, можно записать в виде [c.106]

Описанный режим, получивший название режима генерации сверхкоротких импульсов, реализуется во многих лазерах. Иногда он возникает самопроизвольно, но в этом случае расстояние между соседними импульсами всего в несколько раз больше их ширины. Для получения особо контрастных импульсов применяются специальные методы. Некоторые из них заключаются в периодической модуляции добротности резонатора (с периодом 2ис). В других методах генерация сверхкоротких импульсов достигается за счет введения внутрь резонатора специальных фильтров, коэффициент поглощения которых резко уменьшается при больших интенсивностях излучения (эффект насыщения, см. 224). [c.811]

Формулы (35.17) и (35.18) позволяют оценить зависимость населенностей уровней от параметров рассматриваемой системы и интенсивности внешнего оптического возбуждения. Населенность возбужденного уровня только при малых пив начальные моменты времени t растет линейно. При больших интенсивностях потоков эта зависимость становится нелинейной, проявляется тенденция к насыщению, рост 2 замедляется, а затем в стационарном режиме совсем прекращается. Коэффициент поглощения (35.19) при этом систематически уменьшается и в пределе при и оо стремится к нулю (рис. 35.4). Стационарный режим устанавливается, как правило, очень быстро, для электронных переходов — приблизительно за 10 с и меньше. [c.274]

Покажем теперь, как меняется форма линии поглощения с увеличением интенсивности I падающего монохроматического излучения. С этой целью рассмотрим идеализированный эксперимент, схема которого изображена на рис. 2.15. В таком эксперименте поглощение измеряется с помощью пробного сигнала переменной частоты V, интенсивность / которого достаточно мала, так что этот сигнал не вызывает в системе заметного возмущения. В реальной ситуации необходимо быть уверенным в том, чтобы пробный сигнал взаимодействовал только с областью насыщения, а для этого он должен распространяться в виде более или менее коллинеарных пучков. При выполнении этих условий коэффициент поглощения, измеряемый с помощью пробного пучка, дается формулой (2.87), где — Vo), а разность населенностей N —N2 = AN определяется выражением (2.138). Следовательно, можно написать следующее выражение [c.74]

Вычислив разность населенностей, образующуюся благодаря насыщению при облучении световым импульсом, с помощью выражения (2.86) можно получить соответствующий коэффициент поглощения среды для однородно уширенной линии. Для светового импульса, который является соответственно медленным или быстрым по сравнению с т, значение а дается выражением (2.141) [причем / = /(/)] или [c.77]

При распространении в молекулярных газах и атмосфере интенсивного лазерного излучения коэффициент поглощения к может зависеть от интенсивности в силу действия целого ряда нелинейных спектроскопических эффектов таких, как спектроскопический эффект насыщения, динамический эффект Штарка, изменение потенциала межмолекулярного взаимодействия в сильном электромагнитном поле резонансной и нерезонансной частоты, воздействие поля электромагнитного излучения на динамику столкновений, многофотонные процессы и т. д. [c.222]

При уменьшении давления время тя увеличивается, функция 5 увеличивается, а энергия Ез уменьшается. Таким образом, при распространении излучения С02-лазера по вертикальной трассе эффект насыщения поглощения может давать существенную поправку к величине объемного коэффициента поглощения. [c.223]

II .2. Установите закон насыщения столкновительного поглощения в плазме, т.е. определите зависимость коэффициента поглощения плазмы а от интенсивности световой волны /, приводящую к уменьшению а до нуля при /. [c.81]

Как следовало из полученных формул, быть может, самых первых формул нелинейной оптики, при больших интенсивностях света свойства вещества существенно изменяются коэффициент поглощения, который обычно постоянен, начинает падать, вещество просветляется, мощность люминесценции стремится к насыщению. Более того, расчеты показали, что для некоторых трех- илн четырехуровневых систем коэффициент поглощения может стать отрицательным. Легко определялось значение интенсивности возбуждающей радиации, обеспечивающее реализацию этой возможности. Тем самым были выявлены конкретные условия, при которых может осуществляться способность вещества к усилению света. Все расчеты проводились применительно к оптическому диапа- [c.119]

Стало быть, поглощение паров воды продуктами коррозии из влажной воздушной атмосферы, находящейся, как известно, в движении, растет с увеличением скорости движения воздуха, поскольку уменьшается толщина относительно неподвижного слоя воздуха, через который диффундируют пары воды (ое). Далее, из уравнения (11,4) следует, что скорость поглощения влаги при одной и той же относительной влажности (На) резко увеличивается с повышением температуры. Последнее обусловливается следующими причинами. Во-первых, с ростом температуры увеличивается коэффициент диффузии паров воды D . Это увеличение приблизительно пропорционально квадрату абсолютных температур. Во-вторых, с ростом температуры увеличивается и упругость водяных паров, насыщающих пространство (см. табл. 39). И, наконец, в-третьих, величина относительной влажности воздуха над насыщенными растворами солей (Яр) уменьшается с повышением температуры. [c.257]

Для накопления максимально возможного количества информации в большом интервале яркостей необходимо иметь фотослой с малым контрастом и большой фотографической широтой, так как при высоком коэффициенте контрастности фотослоя теряется информация в больших плотностях (в области передержек — участок плеча характеристической кривой на фиг. 4). Часто возникает необходимость воспроизвести при копировании более широкий участок интервала почернений, чем это позволяет имеющийся фотографический материал. В этом случае применяют методы обработки имеющегося в наличии фотослоя, позволяющие значительно уменьшить его контраст. Еще чаще возникает необходимость снизить контраст уже имеющегося негатива, чтобы в процессе копирования можно было воспроизвести информацию, находящуюся в области насыщения характеристической кривой, без потери информации на начальном участке этой кривой. В этом случае необходимо изменить степень поглощения света отдельными участками изображения. Ниже описываются два метода, с помощью которых можно решить поставленную задачу. [c.65]

Следует отметить, что еще в 20-х гг. Вавилов искал экспериментальную зависимость коэффициента поглощения от интенсивности падающего светового потока. Однако в то время такую зависимость обнаружить не удалось, хотя интенсивность потока изменялась в опытах в 10 раз. Для обнаружения эффекта насыщения в двухуровневых системах нужны еще более мощные (лазерные) потоки. Из формул (35.17) — (35.19) следует, что нелинейность проявляется, если (при малых 12 и 21) u>A2l 2B2l = 4nhv . В этом случае вероятность вынужденного испускания превосходит вероятность спонтанного испускания. [c.274]

Необходимо определить (г) — поле оптической накачки (распределение излучения СОз-лазера), которое (согласно теореме взаимности Гельмгольца) является полем в ближней волновой зоне по отношению к формирующему устройству. Пространственное распределение поля накачки /Уд (О будет определяться через коэффициент поглощения х (г) на длине волны При этом будем считать, что в активной среде ГЛОН осуществляется линейный режим поглощения (насыщения поглощения нет), хотя это не принципиально. Тогда распределение (Ун (О и соответственно X (г) можно определить анализируя развитие поля в резонаторе ГЛОН, заполненного активной средой, которая поглотила излучение накачки. В качестве основной математической [c.170]

Геертсма и Смит рассмотрели случай отражения волны от поверхности раздела между непроницаемой твердой породой и насыщенной жидкостью пористой средой [293]. Они вычислили коэффициент поглощения по энергии (отношение энергии прошедших волн в среду Н- к полной падающей энергии, т. е. квадратов амплитуд смещений), причем при этом на поверхности раздела волна П-рода не возникает. Второй рассмотренный ими случай — падение волны из жидкости на пористую среду, насыщенную той же жидкостью, и в частности нри абсолютно жестком скелете среды, когда по среде + распространяется только волна давления (см. также 15). В общем случае часть энергии падающей волны уходит на возбуждение у поверхности раздела быстрозатухающей волны II рода. Эти результаты согласуются с полученными выше выводами о зависимости типа возникающих волн от способа приложения нагрузки. [c.138]

Вычислите и изобразите графически зависимость интенсивности света, прошедшего через поглотитель, от интенсивности на входе в поглотитель / х сНпи, где с скорость света в веществе, II плотность числа фотонов в пучке света.Установите наличие насыщения поглощения света, т.е. просветления поглотителя при увеличении /вх> и вычислите /нас (Вт/см ), при которой коэффициент поглощения а = = 1п(/вх/ вых) уменьшается вдвое по сравнению со случаем / = 0. Поглотитель- [c.23]

Действительная часть входящей сюда спектральной компоненты восприимчивости описывает изменение показателя преломления, пропорциональное интенсивности светового луча, мнимая же часть описывает зависимость коэффициента поглощения света от интенсивности. В частности, она описывает начальную стадию эффекта насыщения, хорошо известного в области магнитного резонанса. Эта компонента велика, когда частота М1 близка к резонансной. Этот эффект используется в так называемых насыщающихся фильтрах, которые становятся прозрачными при больших потоках мощности [26]. Компонента мнимой нелинейной восприимчивости, максимальная при резонансе среды на частоте 2о>1, описывает двухквантовое поглощение, наблюдавшееся Гарреттом и Кайзером [27]. В работе [27] была обнаружена голубая флуоресценция ионов Еи + в СаРг при облучении их светом рубинового лазера. Красные кванты не могут возбудить ион путем независимых последовательных одно- [c.51]

В 5 мы пренебрегали нелинейным членом пЁ в уравнении для тока (5.6). В результате выражения для коэффициентов электронного поглощения и усиления получились не зависящими от амплитуды звуковой волны. На самом деле подобная зависимость экспериментально наблюдается, например, в ограничении коэффициента усиления при больших интенсивностях звука или в явлении насыщения. Величина дцпЁ, которую обычно называют токовой, а также концентрационной нелинейностью ), ответственна и за описание ряда других эффектов, связанных с нелинейными взаимодействиями волн, в том числе параметрических взаимодействий и акустоэлектрического эффекта. [c.330]

Отсутствие в последнем выражении коэффициента Эйнштейна для вынужденных переходов В означает, что при насыщении поглощаемая мощность для конкретной среды определяется только скоростью спонтанных переходов, поскольку есть суммарная энергия потока N фотонов. Чаким образом, при высоких плотностях мощности излучения происходит заметное уменьшение коэффициента поглощения а и возникает просветление среды, которая становится тем прозрачнее, чем выше интенсивность света. [c.278]

Несмотря на все эти вопросы и неопределенности, ряд характеристик поглощения и дисперсии волн могут считаться надежно установленными. Для различных типов пород и для широкого диапазона условий данные свидетельствуют о постоянстве величины С или, что то же самое, пропорциональности коэффициента поглощения первой степени частоты как для продольных, так и поперечных волн. Наблюдавшиеся во многих экспериментах малые изменения упругих констант и значений скорости находятся в хорошем соответствии с измерениями поглощения и требованиями причинности. Установлено уменьшение поглощения и увеличение скоростей при больших давлениях. Образцы тщательно разгазирован-1ШХ пород показывают экстремально высокие значения Q, тогда как малые добавки воды вызывают резкое уменьшение Q. В полностью насыщенных породах макроскопический поток оказывает влияние на поглощение волн и их дисперсию в согласии с теорией Био. Поглощение и дисперсия независимы от амплитуды деформации при деформациях меньших 10 или 10- , тогда как при больших деформациях наблюдается четко выраженное нелинейное поведение вещества. [c.147]

Ивдекс означает, что все величины относятся к единичному интервалу частоты в окрестности частоты излучения сд Величина называется коэффициентом поглощении вещества. Она зависит от частоты излучения, но при не очень сияьных потоках (ковда отсутствует насыщение - случай линейной оптики) не зависит от интенсивности 1 Интегрируя (2.25) по координате , получаем основной закон поглощения - закон Ламберта-Бера [c.37]

Наиболее перспективные в прикладно.м отношении магнитооптические материалы характеризуются высокой магнитооптической добротностью ф - 2 р а (где 0/.- — удельное фарадеевское вращение, град/см а — коэффициент оптического поглощения, см ). Очевидно, устройство может обладать высокими параметрами только при достаточно большой добротности. Однако добротность однозначно не определяет выбор материала для конкретного применения. Существуют дополнительные требования, касающиеся предпочтительного диапазона намагниченности насыщения температуры [c.30]

Теоретическое исследование лазеров на красителях с пассивной синхронизацией мод было впервые выполнено Нью на основе скоростных уравнений [6.8, 6.9]. Он показал, что использование комбинированного действия насыщающегося поглощения и снижения усиления позволяет ускорить процесс укорочения импульса при надлежащем выборе параметров лазера, обеспечивающем подавление импульса на фронтах и усиление его пика. (Эту область параметров называют также статической зоной укорочения импульса.) Такой анализ не учитывал частотно-зависимых эффектов и эффектов ограничения полосы частот. Это не позволило описать стационарный режим и теоретически оценить достижимые длительности импульсов, их форму и т. д. (в приближении применения скоростных уравнений длительность импульса с ростом числа его проходов стремится к нулю). Простое аналитическое описание стационарного режима было сделано Хаусом. Он учел зависящее от частоты действие оптического фильтра [6.10], но одновременно использовал ряд приближений, такие, как малая (по сравнению с энергией насыщения усилителя и поглотителя) энергия импульсов и малые потери и усиление за один проход, что сильно ограничило область применимости полученного решения. В результате этого допустимые параметры лазера оказались заключенными в весьма малую область, не содержащую зачастую экспериментально реализуемых величин В дальнейшем изложении мы будем следовать одной из работ Хермана и Вайднера, в которой процесс синхронизации мод исследовался при более общих условиях и на энергию импульсов, потери и коэффициент усиления никаких ограничений не налагалось [6.11]. [c.189]

Первые эксперименты с пробными импульсами были проведены Шелтоном и Армстронгом [9.28] в 1967 г. Они облучали насыщающийся поглотитель цугом интенсивных ультракоротких световых импульсов от твердотельного лазера с синхронизацией мод (рис. 9.10). Эти импульсы приводили к насыщению поглощения, которое в предположении применимости простой модели рассасывается с временем релаксации Ггь причем время Т21 должно быть мало по сравнению с периодом следования импульсов. Разделительная пластина отделяла часть энергии импульсов возбуждения. Эта часть проходила через оптическую линию задержки с переменной длиной и использовалась в качестве пробных импульсов до и после прохода через образец при различных величинах задержки to, что позволяло определить зависимость коэффициента передачи от задержки /в-В этом эксперименте непосредственно измерялось (приГ21>ть) [c.337]

Глик [156] предложил хороший способ выявления нелинейностей характеристик поглощения фильтров. При таком методе пользуются расщепителем пучка, который делит лазерный пучок на два пучка известной интенсивности. Каждый из пучков посылается через фильтр на отдельный фотоприемник. Если один из фильтров нелинеен, то это можно обнаружить, сравнивая выходные сигналы фотоприемников. Для этого можно вычитать один сигнал из другого в дифференциальном усилителе или, еще лучше, развертывать их в одинаковом масштабе по разным осям на экране осциллографа. При таком методе нужно, чтобы фотоприемники работали значительно ниже уровня, при котором их характеристики достигают насыщения или становятся нелинейными, а характеристики расщепителя пучка не должны зависеть от мощности. Вектор поляризации лазерного пучка должен быть перпендикулярным или параллельным плоскости падения на расщепитель пучка, поскольку для большинства расщепителей коэффициенты расщепления неодинаковы для компонент поляризации в этих двух плоскостях. [c.138]

Действие пассивных затворов основано на способности материалов изменять свои оптические свойства под влиянием падающего на них света. Простейшие пассивные затворы представляют собой пленку из поглощающего материала, помещенную в резонатор лазера. В определенный момент пленка испаряется, открывая расположенное за ней зеркало. При этом потери в резонаторе лазера резко падают и происходит генерация гигантского импульса. Недостаток таких простейших модуляторов вытекает из необратимости происходящих процессов, в связи с чем чан1.е используются устройства на основе обратимых процессов насыщения поглощения, нелинейности коэффициента отражения, вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна, самофокусировки. [c.176]

В простейшем случае стационарного взаимодействия бегущей квазимонохроматической волны с невырожденным переходом теория эффекта насыщения разработана до конца [7]. При однородном характере уширения линии поглощения в поле МЛИ форма контура линии остается лоренцовской происходит лишь перенормировка ее ширины у [1 + ( 5)] и уменьшение коэффициента [c.102]

Наиболее чувствительными к трещиноватости оказываются динамические параметры поперечной волны - амплитуда, энергия, коэффициент затухания. Считается, что основную информацию о характере насыщения пласта мы можем получить при изучении явлений, связанных с поглощением волн в прискважинной зоне, особенно при ее насыщении многофазным флюидом [16, 17, 18, 19, 20, 21]. [c.54]

Как указывалось в предыдущем разделе, окисление иттрия на воздухе в первый период испыта1шя отклоняется от нормальной параболической зависимостн. По мнению автора работы [100], в начальный период окисление иттрия контролируется процессом диффузии кислорода в металле. Коэффициент диффузии кислорода в иттрии при 900 и 1400 °С равен 1,3-Ю и 2,0Х X 10 см сек соответственно. Вследствие быстрой диффузии кислорода в металл в начальный период на поверхности металла окисная пленка не образуется. Увеличение веса металла в этот период целиком происходит за счет внутреннего растворения кислорода. Постепенно происходит насыщение иттрия кислородом и скорость поглощения кислорода уменьшается вследстзие уменьшения градиента его концентрации в металле. Высказанное предположение о контролирующей роли растворения кислорода в иттрии в первой стадии окисления [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...