Насыщение линия, уширенная неоднородно

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.

Рис. 2.19. Проявление насыщения в случае неоднородно уширенной линии. В кривой зависимости коэффициента поглощения от частоты имеется провал. глубина которого увеличивается с интенсивностью /(v).

Специфика рассмотрения насыщения усиления при неоднородном уширении линии перехода. Коэффициент усиления для активного центра, вносящего вклад вблизи частоты со, может быть представлен в соответствии с (2.1.1) в виде [c.226]

Рис. 109. Насыщение усиления активной среды (1—к°(т) 2—к )) а—при однородном уширении линии, б — при наличии неоднородного уширения

Величина коэффициента усиления при стационарной генерации устанавливается вследствие явления насыщения усиления. Выше мы видели ( 3), что оно носит разный характер при однородном и неоднородном уширении спектральной линии рабочего перехода, вследствие чего спектральные свойства генерации оказываются различными, см. рис. 111. Здесь взят наиболее типичный случай, когда ширина атомной линии значительно превышает расстояние между соседними продольными модами резонатора. Для простоты предположено, что в ОКГ выделена одна поперечная мода. В случае однородного уширения (а) стационарная генерация осуществляется только на той продольной моде, которая ближе всего расположена к центру атомной линии vq. На других модах генерация не возникает, так как коэффициент усиления оказывается ниже уровня потерь. Если имеется неоднородное уши-рение (б), то генерация происходит на всех продольных модах, для которых К° ) Кп- [c.292]

Н. 3. широко используется в нелинейной спектроскопии, в частности он является фиа. основой т. и. спектроскопии насыщения, позволяющей изучать с высоким разрешением структуру неоднородно уширенных спектральных линий и полос. [c.248]

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]

Рис. 1.6. Изменения населенностей при воздействии излучения на системы с неоднородно уширенными линиями. а — зависимость от частоты населенностей, нормированных на объем и частоту в основном и возбужденном состояниях (О — без воздействия излучения, I при воздействии излучения) штриховая кривая соответствует максимально достижимой плотности населенностей в возбужденном состоянии б — установка с пробным лучом для измерения насыщения поглош,ения. 1 а>ь) — интенсивность лазерной накачки иа частоте шь /о(со), /(со)—интенсивности пробного света на частоте ш до и после образца.

Для неоднородно уширенной линии характерно образование провалов, или насыщение усиления. Провал появляется, когда насыщающая мощность ограничена интервалом частот, меньшим, чем полная неоднородная ширина линии [16 [c.238]

При неоднородном уширении линии перехода каждая мода получает энергию от тех атомов, центральные частоты которых совпадают с ее частотой. Поэтому эффекты насыщения приводят к образованию в контуре усиления провалов на частотах соответствующих мод резонатора. Это способствует многомодовой генерации, так как становится возможным почти независимое усиление мод, отстоящих друг от друга по частоте больше чем на ширину линии отдельного атома. [c.448]

Сравнивая выражение для усиления слабого сигнала (2.44) с выражениями (2.46) и (2.48) для неоднородной линии, мы видим, что они подобны, т. е. слабые сигналы усиливаются экспоненциально независимо от характера уширения и формы линии люминесценции среды. Разница заключается только в том, что энергия насыщения, входящая в эти формулы в качестве параметра, увеличивается при переходе от однородно уширенной среды к неоднородно уширенной изменяется, следовательно, критерий малости сигнала. [c.79]

Насыщение усиления при однородном и неоднородном уширении линий эффект выгорания дыр . Ранее отмечалось ), что по мере возрастания плотности светового потока, распространяющегося в инвертированной активной среде, происходит постепенное уменьшение коэффициента усиления X от его начального значения Хд до значения [c.224]

Рисунки 2.80 и 2.81 хорошо иллюстрируют качественное различие между случаями неоднородного и однородного уширения. В случае неоднородного уширения при генерации одной моды используется лишь часть энергии, запасенной в инвертированной активной среде поэтому интенсивность генерируемой моды для неоднородно уширенной линии перехода заметно меньше, чем для однородно уширенной. Кроме того, следует помнить, что при однородном уширении эффект насыщения усиления препятствует возбуждению дополнительных продольных мод. [c.226]

Действительно, известны примеры электронных линий, характеризующихся сильным неоднородным уширением, когда благодаря спиновой диффузии существует частичное перекрестное насыщение между индивидуальными спиновыми пакетами. Мы не будем здесь останавливаться на этом сложном вопросе. [c.369]

Если условие Д(08 > (О/1 не выполняется, то можно ожидать, что результаты будут зависеть от того, имеет ли место однородное или неоднородное уширение электронной линии. Если расширение однородно, как, например, в системе одинаковых взаимодействующих спинов, то эффект сильного радиочастотного поля при частоте, попадающей в пределы ширины электронной линии, не может быть оценен без применения специальной теории насыщения в твердых телах, приведенной в гл. XII. Экспериментальных данных, полученных к настоящему времени, совершенно недостаточно для обсуждения этого случая. [c.369]

В дальнейшем мы будем предполагать, что отсутствует так называемое неоднородное уширение, получающееся от распределения ларморовских частот индивидуальных спинов, обусловленного неоднородностью внешнего поля или малыми квадрупольными расщеплениями. Поведение при насыщении неоднородно расширенных линий в основном было уже рассмотрено в гл. III. В нашем случае не возникает существенных усложнений, вызванных таким уширением, поскольку поведение индивидуальных спиновых пакетов при насыщении известно. Кроме того, когда неоднородное уширение происходит в атомных масштабах, как, например, в случае квадрупольных расщеплений в несовершенных кубических кристаллах, оно [c.497]

В случае неоднородного уширения только небольшая группа молекул (или атомов) взаимодействует с излучением на данной частоте. Следовательно, насыщение коэффициента усиления происходит лишь в небольшой части ширины линии лазерного перехода, и поэтому лазерная генерация возможна сразу в нескольких модах резонатора. Это приводит к эффекту, называемому выжиганием дырок на спектральной кривой коэффициента усиления (рис. 5.11). Этот эффект можно объяснить, если принять во внимание то, что молекулы (или атомы), находящиеся [c.182]

Рис 5.11. Насыщение, генерация и выжигание дырок в случае неоднородно уширенной линии. [c.184]

В случае когда линия является неоднородно уширенной, процесс насыщения оказывается более сложным. Поэтому мы здесь ограничимся лишь качественным его описанием (более подроб нос описание см. в задачах 2.22 и 2.23). Чтобы сохранить общ ность рассмотрения, будем считать, что уширение линии обус ловлено как однородным, так и неоднородным механизмами Следовательно, форму линии можно описать выражением (2.69) Результирующая форма линии gi(v —vo) дается сверткой вкла дов (Av) от однородно уширенных линий отдельных атомов Таким образом, в случае поглощения результирующий коэффи циент поглощения можно изобразить кривой, как показано на рис. 2.18, В этом случае при проведении эксперимента по схеме, представленной на рис. 2.15, падающая волна с интенсивностью I(v) будет взаимодействовать лишь с теми атомами, резонансные частоты которых располагаются вблизи частоты v. Соответственно только в этих агомах будет иметь место насыщение уровней, когда величина I (г) станет достаточно большой. При [c.79]

Спектроскопия насыщения. В этом методе монохро-матич. лазерное излучение (излучение накачки) насыщает резонансную неоднородно уширенную спектральную линию поглощения (или излучения), а гораздо более слабый лазерный пучок, распространяющийся коллинеарно (сонаправленно либо навстречу) пучку накачки, зондирует индуциров. изменения в спектральном контуре линий (рис. 1). Мощное узкополосное лазерное излучение накачки вызывает перераспределение населённостей уровней энергии системы. Наиб, возмущению подвергается распределение населённо- [c.306]

ТО в спектральном контуре поглощения (усиления) этой волны образуется провал на частоте Длительность существования провала определяется временем жизни частиц на возбуждённом уровне. Перестройкой частоты пробного пучка удаётся измерить естеств. форму линий перехода, совпадающую с формой провала в насыщенном спектре поглощения (усиления) и обычно скрытую неоднородным (в газе — доплеровским) уширением. Этим методом можно также определить времена релаксации двухуровневой системы, Т. о., Н. с. позволяет измерять параметры одиночного оптич. резонанса, не поддающиеся измерению методами линейной спектроскопии. Циркулярно поляризованная волна накачки может индуцировать в среде гиротропию для пробной световой волны. [c.306]

Особенности магнитного резонанса в металлических ферромагнетиках обусловлены наличием в них электронов проводимости. Благодаря скин-эффекту индуцированная высокочастотным магнитным полем намагничивае-мость неоднородна по объему образца, что ведет к уширению линии ФМР-поглощения. По порядку величины ширина линии равна Дсо == =[Х0с(а/5) 1 , где 9с = (2я РвЛ)/аШа х— константа порядка температуры Кюри А — параметр обменного взаимодействия Мо — намагниченность насыщения а — постоянная решетки б — глубина проникновения электромагнитного поля в металл. Количественные оценки показывают, что обменное взаимоден-. ствие электронов расширяет линию ФМР примерно до 10 А/м при комнатной темп атуре, [c.182]

Если построить график плотности фотонов как функции частоты, то на кривой будет провал. Это объясняется тем, что атомы движутся в противоположных аксиальных направлениях. В результате в неоднородно уширенной линии симметрично относительно центра линии образуются два провала. Если же мы имеем дело с неподвижными атомами, то такой двойной провал не возникает. Этот провал, теоретически предсказанный независимо Хакеном и Зауэр-маном, а также Лэмбом, называется провалом насыщения или лэм- [c.165]

На рис. 4.21 приведены спектры АСКР в жидком азоте с использованием непрерьшных лазеров [30] в отсутствие насыщения (кривая 1) и при его наличии (кривая 2). Видно, что насьш ение вызвало уширение линии примерно вдвое. В соответствии с (4.3.40) и (4.3.37) это означает, что в объеме взаимодействия волн накачки около 25 % молекул находились в возбужденном колебательном состоянии. При более детальной ингерпре-тации результатов этого эксперимента необходимо учитьшать неоднородный характер уширения спектра, связанный с поперечным распределением ингенсивности волн накачки, а также диффузию молекул из объема взаимодействия, что приводит к эффективному времени взаимодействия с полем 9 259 [c.259]

В то же время необходимо иметь в виду и принципиальные ограниче ния методов когерентной четырехфотонной спектроскопии при разрешении внутренней структуры неоднородно уширенных линий, в частности допле ровски уширенных линий поглощения и рассеяния света в газах и плазме Скрытая доплеровским уширением тонкая структура таких линий не может быть вскрыта описанными здесь приемами когерентной спектро скопии, и для ее извлечения требуется дополнить когерентные четырех фотонные методы приемами спектроскопии насыщения. [c.281]

В гл. 8 мы рассмотрим насыщение усиления как в случае однородно, так и неоднородно уширенной линии лазерного перехода и получим в явном виде выражения для выходной мощности лазерного генератора как функции параметров резонатора и характеристик разряда. Зависимость уровня насыщения усиления ог длины приводится в гл. О прн обсуждении формализма лэмбов-ской теории. [c.34]

Величину /о называют параметром насыщения. Этот парал1егр играет очень важную роль, он является мерой интенсивности, требуемой для достижения дайной степени насыщения. Наиболее важным является также параметр е, поскольку он содержит информацию о типе уширения линии. Мы рассмотрим два предельных случая е-> О и е- оо. Когда е- 0, лииия уширена исключительно за счет доплеровского процесса, это — случай неоднородного уширения. Когда е->-оо, лоренцевское уширение намного больше доплеровского, это — случай однородного уширения. Таким образом, е характеризует собой степень неоднородности уширения. Чтобы взять интеграл (8.11), сделаем подста- [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...