Насыщение поглощения

Быстрое изменение добротности резонатора, или, как говорят, модуляцию добротности, можно осуществить различными методами. Одним из наиболее распространенных и удобных методов является применение насыщающегося фильтра. Насыщающийся фильтр представляет собой кювету с раствором красителя, который способен поглощать излучение лазера. В обычном состоянии фильтр имеет малый коэффициент пропускания - 10—15% и, будучи помещен в резонатор, сильно ухудшает его добротность. Под действием достаточно мощного излучения значительная часть молекул красителя может перейти в возбужденное состояние, вследствие чего коэффициент поглощения красителя уменьшается. Это явление — насыщение поглощения и просветление среды — имеет ту же природу, что и явление насыщения усиления (см. стр. 289). [c.298]

Рис. 1. Схема квантовых переходов (а) и форма насыщенной линии поглощения для пробной волны (б) при спектроскопии насыщения поглощения. Сильное поле с частотой шя насыщает переход 1—2 (неоднородно уширенный), а пробное поле малой интенсивности с перестраиваемой частотой ш сканирует контур линии поглощения.

Наиб, узкие резонансы насыщенного поглощения с относит, шириной получены в СН на компо- [c.452]

В видимой области спектра используются Не — Ne-лазеры (А== 0,633 мкм, 0,612 мкм), стабилизированные по резонансам насыщенного поглощения паров и на компонентах сверхтонкой структуры электронных переходов, к-рые используются в качестве оптич. стандарта длины волны для метрология, измерений (см. Метр) и спектроскопия, исследований. Наиб, высокие значения стабильности частоты О, с. ч. Не — КеЛ Д и Не — Ne/ Ij составляют l,9-10"i (т = 270 с) и 2-10" (т — 100 с). Воспроизводимость частоты этих лазеров достигает 8-10 и 6-10 . [c.452]

Улучшение характеристик О. с. ч. связано с дальнейшим развитием метода насыщенного поглощения, а также методов, основанных на применении разнесённых оптич. полей, двухфотонных резонансов и резонансов поглощения захваченными в ловушки частицами. В сочетании с охлаждением частиц они формируют резонансы с добротностью 10 и позволяют получить стабильность и воспроизводимость частоты на уровне > 10 (см. Нелинейная спектроскопия). [c.453]

Резонансное взаимодействие атомов с полем интенсивной эл.-магн. волны приводит к полевому У. с. л. вследствие нелинейных эффектов, напр, вследствие насыщения поглощения. [c.263]

Насыщение поглощения однородно уширенная линия [c.72]

В этом случае поглощение уменьшается с возрастанием энергии импульса, вследствие чего возникает асимметрия во временном поведении. Передний фронт импульса будет, значительно ослабленным, так как при этих временах энергия импульса еш,е мала и поэтому поглощение не достигло насыщения. После более длительного времени t наступает насыщение поглощения, и задние фронты проходят через поглотитель почти без ослабления Ч [c.97]

Нелинейная фаза (область II) начинается тогда, когда наибольший флуктуационный выброс поля излучения достигает интенсивности, при которой начинает проявляться нелинейность поглотителя или усилителя. Насыщение поглощения в очень быстро релаксирующем поглотителе благоприятствует росту максимального выброса по сравнению с другими, так как этот выброс испытывает меньшие потери, чем остальные с меньшей интенсивностью. Выделение максимального выброса из других флуктуаций усиливается еще вследствие того, что при малом уменьшении усиления за счет снятия инверсии населенностей в усилителе менее интенсивные флуктуационные выбросы с большой вероятностью могут оказаться ниже порога возбуждения. Это существенно уменьшает вероятность образования двойных импульсов. Одновременно это требует превышения [c.229]

В процессе резонансного поглощения лазерного излучения ИК-Диапазона молекулярными газами атмосферы происходит перераспределение молекул по энергетическим уровням внутренних степеней свободы. Изменяется коэффициент поглощения газа за счет насыщения поглощения [42]. Изменение заселенностей уровней смеси газов приводит к нарушению термодинамического равновесия между колебаниями молекул и их поступательным движением, в результате чего происходит кинетическое охлаждение среды [35]. Образование и накапливание возбужденных молекул азота вследствие резонансной передачи возбуждения от молекул СО2 приводит к изменению поляризуемости среды [16]. Все эти эффекты, возмущая комплексную диэлектрическую проницаемость среды, способны существенно преобразовать энергетику импульсов ИК-лазеров в атмосфере [64]. [c.15]

Следует отметить, что роль многофотонных процессов, как и спектроскопического эффекта насыщения поглощения, будет повышаться с высотой над уровнем моря за счет снижения вероятности столкновительной дезактивации возбужденных состояний. [c.20]

В [66] показано, что наибольший интерес лазерохимия озона представляет как один из определяющих нелинейных процессов в стратосфере. В нижней атмосфере, как правило, преобладают другие нелинейные оптические эффекты, обусловленные лазерным нагревом, спектроскопией насыщения поглощения и взаимодействием с атмосферным аэрозолем. [c.24]

Из требования наличия усиления на частоте vl можно получить выражение для минимума интенсивности накачки. Аналогично, минимальное значение интенсивности лазерного поля получается из условий интенсивности насыщения поглощения и радиационного баланса. Уравнения (4.11)-(4.12) дают [c.144]

Насыщение поглощения 173, 199 Некогерентный распад 257 Неустойчивость Бенара 206 [c.345]

Во многих случаях в экспериментах в НЛО для спектрального разложения или для подавления какого-либо определенного излучения оказывается достаточным применение фильтров, так как линии, которые необходимо разделить, обычно достаточно удалены друг от друга. Примерами могут служить генерация второй и третьей гармоник или большое смещение стоксовой и антистоксовой компонент вынужденного комбинационного рассеяния. Диэлектрические многослойные фильтры отличаются тем, что обладают высокой прозрачностью в резко ограниченной заданной спектральной области. Они изготовляются для видимого участка спектра и для прилегающих к нему областей ультрафиолетового и инфракрасного света, характеризуются разнообразием свойств и могут применяться также как отражательные фильтры. Некоторое смещение границ прозрачности может быть достигнуто путем вращения фильтра. Для достижения сильного поглощения (на много порядков) применяются преимущественно поглощательные фильтры, каковыми наряду с цветными стеклами служат также растворы селективно поглощающих веществ, полупроводники и другие твердые вещества. Если фильтры предназначаются для излучений высокой мощности, то их свойства должны подвергаться точному контролю, поскольку насыщение поглощения, поглощение из возбужденных состояний, а также те или иные разрушения могут создать свойства, сильно отличающиеся от свойств вещества при малых сигналах. [c.52]

С помощью описанной техники сигнальное излучение должно измеряться точечным образом , т. е. замедление перестраиваемого импульса по отношению к сигнальному импульсу должно изменяться от импульса к импульсу. Во избежание этого затруднения следует в различных точках плоскости, перпендикулярной направлению распространения сигнальной волны, работать с различными временами замедления и регистрировать сигналы в этих точках раздельно, например на фотопластинке или с помощью оптического многоканального анализатора. Этот принцип может быть осуществлен на установке, схематически показанной на фиг. 11,6, в которой верхняя часть кюветы включается раньше ее нижней части. Ячейки Керра и поляризаторы в схеме фиг. 11, а могут быть заменены насыщаемым поглотителем. Под действием сильного перестраиваемого импульса поглотитель будет просветляться вследствие насыщения поглощения на соответствующем переходе. Тогда сигнальный импульс будет пропущен в течение времени, которое определяется длительностью перестраиваемого импульса и временем релаксации поглотителя. Время релаксации подходящих насыщаемых [c.64]

При интенсивностях /<10 Вт/см для импульсов излучения С02-лазеров, характеризующихся длительностью т<10 с, экспериментально наблюдались для условий реальной атмосферы по крайней мере два нелинейных эффекта, приводящих к уменьшению А с ростом интенсивности излучения. Это, во-первых, насыщение поглощения в линиях Р-ветви атмосферного углекислого газа под действием резонансного излучения С02-лазера, генерирующего на тех же переходах с порогом /нас 0,5 10 Вт/см для импульса длительностью 300 нм [3], и, во-вторых, нерезонансное просветление далекого крыла линии Н2О под действием излучения СОг-ла-зера интенсивностью / (2- 5) 10 Вт/см [4]. Наиболее существенным может оказаться первый механизм, так как порог его возникновения уменьшается с уменьшением давления по мере подъема в верхние слои атмосферы. [c.223]

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]

Для колебательно-вращательных переходов Н2О в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра, частоты которых попадают в область генерации импульсных лазеров на рубине и стекле с неодимом, пороговые значения интенсивности, при которых наблюдается насыщение поглощения на один-два порядка больше [1], и нелинейность поглощательной способности воздуха для / 10 Вт/см при решении задач распространения можно не учитывать. [c.225]

В резонансном световом поле с интенсивностью 1 сНу Ап(Р Х ХГ1) где V однородная полуширина линии поглощения, а Т — время релаксации заселенностей, реализуется эффект насыщения поглощения и динамический эффект Штарка (полевое расщепление уровней) [7]. В случае распространения МЛИ в условиях резонансного самовоздействия необходимо в первую очередь учитывать эффект насыщения. Обнаружить штарковское расщепление уровней можно лишь в процессе поглощения слабого пробного поля или по исследованию спектра флуоресценции квантовой системы. [c.102]

Эффект насыщения поглощения на КВ-переходах молекул имеет свои особенности, связанные с наличием вырождения по магнитным подуровням. Для случая стационарного взаимодействия квазимонохроматической бегущей волны с однородно уширенным вырожденным переходом они рассмотрены в двух предельных ситуациях [3] [c.103]

Зависимость поглощательной способности паров Н2О от типа поляризации ЛИ при насыщении поглощения выявлена с помощью двухканального ОА спектрометра в [3, 15]. Двухканальная схема регистрации позволяет одновременно измерять распределение [c.181]

Наблюдение нетривиальной особенности насыщения поглощения на КВ-переходах дипольных молекул в поле интенсивного ЛИ линейной поляризации выдвигает актуальную задачу анализа совокупного учета воздействия поля ЛИ на динамику заселенностей и процессы межмолекулярного взаимодействия. [c.183]

Электрооптические постоянные 63 Эффект насыщения поглощения 102, 179, 181 [c.245]

При неоднородном угнирении спектральной линии эффекты насыщения приводят к во.эникновению неравновесною распределения частиц па уровннх. Оно может быть зарегистрировано с помощью пробного поля, частота к-рого плавно изменяется. В результате линия поглощения пробного сигнала содержит резкие структуры с однородной шириной. На этом эффекте основана Л. с. насыщенного поглощения. Т. к. однородная ширина линии может быть на много порядков уже неоднородной ширины, то использование этого метода позволило резко повысить разрешающую способность спектроскопии. [c.554]

Оптические реперы. Используемые в СВЧ-диапазоне методы получения узких спектральных линий оказались не применимыми в оптич. области спектра (доплеровское уширение мало в СВЧ-диапазоне). Для О. с. ч. важны методы, н-рые позволяют получать резонансы в центре спектральной линии. Это даёт возможность непосредственно связать частоту излучения с частотой квантового перехода. Перспективны три метода метод насыщенного поглощения, двухфотонного резонанса и метод разнесённых оптич. полей. Осн. результаты по стабилизации частоты лазеров получены с помощью метода насыщенного поглощения, к-рый основан на нелинейном взаимодействии встречных световых волн с газом. Нелинейно поглощающая ячейка с газом низкого давления может находиться внутри резонатора лазера (активный репер) и вне его (пассивный репер). Из-за эффекта насыщения (выравнивание населённостей уровней частиц газа в сильном поле) в центре доплеровски-уширен-ной линии поглощения возникает провал с однородной шириной, к-рая может быть в 10 —10 раз меньше доплеровской ширины. В случае внутренней поглощающей ячейки уменьшение поглощения в центре линии приводит к появлению узкого пика на контуре зависимости мощности от частоты генерации. Ширина нелинейного резонанса в молекулярном газе низкого давления определяется прежде всего столкновениями и эффектами, обусловленными конечным временем пролёта части- [c.451]

Фоготрониый (пассивный) затвор применяется для модуляции добротности резонатора лазеров и для получения режима самосинхронизации мод в лазере. Действие его основано ва явлении насыщения поглощения (просветлении) среды при воздействии на неё интенсивного оптич. излучения (см. Насыщения эффект). Быстродействие фототропвых О. з. определяется свойствами используемой среды (стекла, красители и др.) и составляет 10" —10" с. [c.453]

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]

Основной механизм записи динамических голограмм (амплитудных и фазовых) в резонансных средах обусловлен эффектом насыщения поглощения двухуровневого перехода. Под действием интенсивного излучения с частотой, близкой к частоте перехода, происходит заселение верхнего энергетического уровня, и среда просветляется. При этом спектральный контур линии поглощения искажается, поскольку максимальное просветление достигается в центре линии. Перераспределение населенности уровней приводат и к искажению кривой дисперсии, связанной с линией поглощения. [c.60]

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]

В результате резонансного поглощения излучения населенность нижнего уровня 10°0 (СО2) становится меньше, а населенность уровня 00°1 — больше равновесной. Равновесие восстанавливается за счет колебательно-поступательной релаксации (КГ-релаксации) и межмодовой колебательно-колебательной релаксации VV — релаксации), перераспределяющих энергию между колебательными и поступательными степенями свободы молекул. Выравнивание населенностей уровней 10°0 и 00°1 приводит к насыщению поглощения. [c.17]

Пороговое значение интенсивности насыщения поглощения ко-лебательно-вращательнош перехода, соответствующее уменьшению коэффлциентл по глощения в 2 раза, для атмосферного СО2 состав- [c.17]

Мощность объемных источников энерговыделения в смеси газов описывается соотношениями вида (1.25) и (1.26). Без учета насыщения поглощения в СО- для эффективной длины самовоз- [c.59]

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]

Достижение предела спектрального разрешения, определя-елюго уже не инструментальной шириной монохроматора, а естественным уширением линий исследуемого вещества. Это особенно существенно для спектроскопии газов в инфракрасной области, где только на уникальных установках удавалось достичь спектрального разрешения порядка 0,01 см (фурье-спектрометры), тогда как с лазером, благодаря его высокой монохроматичности эта величина может быть порядка 10 см что примерно в 100 раз меньше допплеровской ширины спектральных линий. Кроме этого, с помощью специальных методов нелинейной лазерной спектроскопии [22], основанных, например, на явлении насыщения поглощения (уменьшение уровня поглощения при высоких интенсивностях излучения), стало возможным изучать тонкую структуру спектральных линий, скрытую для обычных линейных методов допплеровским уширением. [c.438]

Выражение (4.31) совпадает с хорошо известным результатом Карплуса и Швингера для насыщения поглощения изолированного невырожденного перехода. [c.104]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...