Самофокусировка длина

Самофокусировка пучка 339 Самофокусировки длина 339 Свет естественный (неполяризованный) 195 [c.350]

Величина определяемая этим соотношением, носит название длины самофокусировки. Она пропорциональна начальному радиусу пучка и обратно пропорциональна амплитуде поля на его оси. Поскольку освещенность пропорциональна то можно сказать, что 4ф обратно пропорциональна квадратному корню из максимальной освещенности в сечении пучка. Кроме того, уменьшается с ростом коэффициента нелинейности 2- Все перечисленные закономерности физически вполне прозрачны чем меньше и чем больше Ап = 2 4о, тем резче изменяется показатель преломления в пределах сечения пучка и тем сильнее отклонение от прямолинейного распространения света. [c.822]

Явление самофокусировки наблюдалось для многих веществ — газов, жидкостей и твердых тел. Экспериментальные исследования подтверждают прямую пропорциональность между длиной самофокусировки 4ф и ]/ а 1 А1- [c.822]

Длина самофокусировки /сф (см. рис. 36.5, б) характеризует толщину слоя вещества, необходимую для пересечения крайних лучей с осью пучка (точка М) внутри нелинейной среды. Величина /сф определяется соотношением [c.310]

Квазистатическая самофокусировка. Такой процесс происходит при длительности импульса гораздо больше времени установления нелинейности (TD t a) и описывается уравнением (2), в которое бегущее время = i—z/u входит как параметр при этом Л (г) заменяется на Ло( П, г) и Л (г, z) — на Л (т], г, z). Как следствие длина самофокусировки становится функцией времени — возникает движение фокальной точки. В безаберрационном приближении [c.87]

Длина нелинейного взаимодействия (самофокусировки) гауссова пучка радиусом Ro [c.14]

Длина самофокусировки. Обозначим а радиус пучка, Ео — амплитуду напряженности электрического поля на оси, а амплитуду на расстоянии а от оси будем считать равной нулю (рис. 303). [c.339]

При таких интенсивностях сильнее проявляются другие нелинейные эффекты (самофокусировка, оптический пробой), и поэтому ВКР в неодимовом стекле, как правило, за редким исключением [81, не наблюдается. Ограничивающее влияние ВКР более сильно проявляется при распространении мощного излучения на длинных, воздушных трассах [91. [c.243]

Для усиливающих и поглощающих сред (а=у О) длина самофокусировки не имеет простого аналитического представления даже в без-аберрационном приближении. Ее можно рассчитать, пользуясь результатами численного моделирования и эксперимента 113, 14]. Нелинейный фокус пучка может находиться не в самой среде, а вне ее. В этом случае говорят о внешней самофокусировке, а фокусное расстояние такой тонкой линзы определяется следующим выражением [151 [c.245]

Фиг. 28. Схематическое представление самофокусировки светового пучка в среде ( р —длина фокусировки).

Наше простое описание охватывает лишь в грубых чертах многогранные и сложные явления, возникающие при самофокусировке отчасти эти явления и их причины до сих пор еще не получили удовлетворительного объяснения. Так, хотя наше представление позволило объяснить самофокусировку светового пучка и оценить пороговую мощность и фокусирующую длину, мы не могли сделать более точные предсказания о протекании процесса после начала самофокусировки. Для этого необходимо учесть нестационарности и высшие нелинейные порядки (см., например 15]). Наблюдалось, что при после сужения пучка примерно до Ю мкм происходит его распад на отдельные области фокусировки с диаметром порядка нескольких микронов. [c.200]

В среде с бз > О ширина пучка согласно (2.18) уменьшается, развивается самофокусировка (рис. 9.1, а). Нелинейный фокус, где ширина пучка обращается в нуль, расположен на расстоянии / нл от входа в среду. Таким образом, величина / нл (2.15) равна фокальной длине толстой нелинейной линзы, создаваемой в среде с 63 >> О коллимированным трехмерным пучком т = , Rq = оо) с параболическим профилем интенсивности (2.13). То обстоятельство, что кривизна лучей увеличивается по мере приближения к нелинейному фокусу, отражает лавинообразный характер самофокусировки. [c.286]

Уравнение (4.17) в количественном отношении лучше описывает самофокусировку, ем (3.7). Волноводному распространению в (4.17) соответствует 1 = 0. Длина самофокусировки, равная 2 нл) менее точно согласуется с результатами численного решения уравнения (1.5). [c.297]

Обратная величина инкремента характеризует порядок длины самофокусировки. Возмущения с поперечным размером (4.25) формируются быстрее других на длине [c.299]

К собственно конвекционным Э. т. относятся в осн. токи в электронных и ионных пучках, транспортируемые или дрейфующие в вакуумных полостях. Для пучков с некомпенсированным пространственным зарядом расталкивающее кулоновское поле ограничивает длину транспортировки (если, конечно, не приняты надлежащие меры по его фокусировке внешними, а иногда и собственными полями). Однако магн. поле пучка всегда меньше собственного кулоновского электрич. поля и магн. самофокусировка пинч-эффект) возможна только при наличии компенсации поля пространственного заряда (напр., электронные пучки в квазинейтральной плазме). При этом бывает уже совсем трудно отличить токи проводимости от конвекционных. При нек-рых значениях Э.т. пучка носители зарядов вмораживаются в собственное магн. поле Э.т. и транспортировка пучка прекращается. Этот Э.т. наз. предельным током Альвена /д. Для сплошного пучка /aSs/оУР, где = y = l-p ) м—скорость носителей. Для электронов величина / =тс /е=17,04 кА и является одним из универсальных характеристических значений Э.т., выражаемых через фундаментальные постоянные. Это Э. т., равный изменению заряда на величину е за время t=r j , где —классический радиус электрона. Ток /о фигурирует во всех выражениях, описывающих поведение интенсивных электронных пучков, и в принципе является исходной единицей Э. т. в соответствующей безразмерной системе единиц. Я. Ф. Кова.гёв, М. Л. Миллер. [c.515]

Из (10), (11) следует, что темп самофокусировки немонотонно зависит от исходного радиуса пучка. Поэтому существует оптимальный радиус Gonj, при котором длина Left минимальна. Из условия дЬ /дао О находим [c.87]

И учитывая, что эффективное самовоздействие в нелинейной среде происходит на продольной длине области перетяжки пучка L 2kool, где Оо—радиус пучка, получаем, что заметного уширения спектра можно достичь только при уровне мощности 2к1пг), который соответствует критической мощности самофокусировки (2.5.9). [c.173]

Большой практический интерес представляет вопрос о предельно достижимой степени солитонного самосжатия. При начальной длительности -СОЛитоиного (Л 1) импульса в единицы и десятки пикосекунд основным ограничивающим фактором становится модуляционная неустойчивость ( 2.8), приводящая к распаду импульса до точки максимального самосжатия. Так, например, при Л =16 и уровне шума 1 % распад происходит примерно на половине длины самосжатия. При самофокусировке пучков это соответствует режиму, когда мелкомасштабная самофокусировка начинает доминировать над крупномасштабной. [c.206]

Для эффектов самовоздействия вводится понятие длины нелинейного взаимодействия Ln. Например, для эффектов рефракционного типа (самофокусировка, самодефокусировка) под длиной нелинейности подразумевается дистанция, на которой приращение площади пучка равно ее невозмущенному значению. [c.12]

По определению, длиной самофокусировки называется путь /сф, при прохоадении которого в нелинейной среде пучок сходится к оси или, как говорят, схлопывается. [c.339]

Сущность явления самофокусировки проще всего понять, рас-сматривая входящий в однородную среду пучок с одинаковой по всему сечению амплитудой (рис. 10.1). Тогда в среде под воздействием пучка образуется как бы стержень из вещества с более высоким (при П2>0) коэффициентом преломления. Лучи, распространяющиеся внутри такого стержня под небольшим углом к его оси, испытывают полное отражение. Предельный угол луча с осью пучка 00, при котором происходит полное отражение, определяется соотношением (по+0о=по- При малых значениях этого угла os 00 1 — 0о/2, поэтому 0о л 2п2 о/по. Наклоненные к оси пучка лучи возникают в результате дифракции при ограничении диафрагмой его поперечных размеров, причем максимальный угол отклонения 0д ф по порядку величины равен к/а=ко/(поа), где а — поперечный размер пучка, Я,о — длина волны в вакууме. При 0д ф > >00 пучок света по мере распространения расширяется из-за дифракции, но это происходит медленнее, чем в линейной среде. При 4иф = 0о полное отражение полностью компенсирует дифракцию и площадь сечения пучка остается неизменной, т. е. пучок создает в среде своеобразный световод, в котором свет распространяется без дифракционной расходимости. Такой режим называется само-канализацией светового пучка. Приравнивая выражения для и 00, находим пороговое значение амплитуды Еотт = /(2поП2а ). Отсюда по известному значению пг для данной нелинейной среды можно оценить минимальную мощность светового пучка, необходимую для наблюдения этого явления. В случае сероуглерода и рубинового лазера (Я,о=694,3 нм) Ртш 20кВт. Для некоторых сортов стекла Ртш 1 Вт, что позволяет наблюдать явление даже в малоинтенсивных пучках лазеров непрерывного действия. [c.486]

Широко известны различные примеры проявления этих специфических свойств лазерного излучения. Так, например, в различных прозрачных средах возникает его самофокусировка, т. е. нарушается один из основных законов оптики — закон прямолинейного распространения света. Самофокусировка обусловлена большой интенсивностью лазерного излучения, под действием которого изменяется коэффициент преломления среды. Другой хорошо известный пример — возможность разделения изотопов ла-эерным излучением за счет высокой монохроматичности излучения и его селективного воздействия па состояния сверхтонкой структуры атомных спектров. Когерентность лазерного излучения и, в частности, его экстремально малая расходимость позволяют фокусировать излучение в кружок, диаигетр которого порядка длины волны излучения, т. е. порядка 1 мкм. При длительности лазерного импульса порядка фемтосекунд длина цуга, т. е. той области пространства, где локализовано электромагнитное поле вдоль направления его распространения, составляет величину порядка 10 см, т. е. величину порядка длины волны излучения Можно привести и другие примеры, столь же принципиально противоречащие привычным представлениям, сложившимся в до-лазерную эпоху, когда существовали лишь некогерентные источники излучения. [c.6]

В то же время абсолютные значения коэффициента усиления оказывают заметное влияние на предельную длительность импульса. Для сред с высоким усилением уменьшается чисю проходов на линейном этапе развития генерации. Кроме того, при этом можно уменьшить длину активной среды, что снижает дисперсионное расплывание, а также уменьшает влияние эффекта самофокусировки (см. гл. 6), приводящего к сильной деформации профиля импульса [28]. Поэтому в лазерах с предельно короткой длительностью импульса перспективно использование концентрированных фосфатных неодимовых стекол. [c.208]

Критическая мощность пучков в периодической системе нелинейных элементов возрастает по сравнению со сплошной нелинейной средой в LU раз (L — длина воздунпюго промежутка между иелииейиыми слоями толщиной I) [15]. Это означает, например, что развитие КМС в дисковых усилительных системах замедлено. Все эти особенности КМС присущи не только гауссовым пучкам, но и пучкам с другими законами распределения интенсивности. При этом только несколько изменяются характерные величины — Р р, длина самофокусировки, число фокусов. Так, гииергауссовы пучки более устойчивы к КМС, чем гауссовы пучки [16, 17). [c.245]

Особенности развития и проявления самофокусировочной неустойчивости в усилительных системах критерии развития самофокусировки. Поглощение или усиление излучения изменяет оптимальную пространственную частоту возмущений, усиливающихся с максимальным инкрементом В р. Это связано с выходом из резонанса наиболее неустойчивых возмущений при изменении вследствие усиления интенсивности основной волны. Для нас, естественно, наибольший интерес представляет усиливающая среда. Пространственную частоту, на которой инкремент самофокусировочной неустойчивости максимален, в этом случае можно найти, интегрируя выражение для инкремента по длине (т. е. вычисляя интеграл распада) и приравнивая производную получающегося выражения к нулю. Соответствующее решение в аналитической форме может быть найдено при линейном (экспоненциальном) режиме усиления [c.247]

Дифракционные возмущения действуют аналогичным образом. Размер дифракционных возмущений от жесткой диафрагмы, как мы видели в 4,3, обратно пропорционален числу Френеля Мф ЛJ =2aд/iVф=2A,L/aд, где Од — радиус диафрагмы, L — длина распространения. Для того чтобы эти возмущения не нарастали в результате их самофокусировки, необходимо, чтобы характерный размер дифракционных возмущений был меньше размера, увлекаемого само( кусировочной неустойчивостью. Это соображение приводит к следующему ограничению на длину распространения пучка [c.249]

Для реализации высокого значения Z в системах, ограничиваемых самофокусировкой, как уже отмечалось, предпочтительно использовать усилительные каскады с высоким коэффициентом усиления. Однако при реальных значениях ал 0,05—0,1 см 1 и длине активной среды в каждом усилительном каскаде /л 20—30 см энергосъем для импульсов короче 1 не не превышает 10%. Укорочением длины усилителя, конечно, можно поднять т), но при этом необходимо увеличить число пространственных фильтров и других устройств, контролирующих самофокусировку. [c.264]

Принято говорить о так называемой самофокусировке пучка. Если позади фокуса линзы световой пучок снова расходится, то в случае самофокусировки расходимость не возникает и световой пучок захватывается в канал. Это может происходить при определенных условиях, и явление принято называть самозах-ватом света (фиг. 28). Оценим теперь по порядку величины длину, па которой пучок зашнуровывается заметным образом. Это расстояние 1р называется фокусирующей длиной. Допустим, что краевые лучи на всем пути распространяются в областях с показателем преломления Осевой луч встречает при 2 = 0 показатель преломления д(Л) 1 (2) ( О, О, 0) 2. Для оценки будем считать, что на всем пути от 2 = О до г = показатель преломления остается равным этой величине, тогда как в действительности он возрастает с увеличением 2. В этом случае можно ожидать, что истинная фокусирующая длина будет короче рассчитанной. Заметная самофокусировка пучка произойдет, если краевые лучи пройдут геометри- [c.196]

Для рассмотренной в 2.3 модели среды с анизотропными молекулами при = 10 м7В получаются критические мощности к порядка нескольких 10 Вт. Мощность Lк представляет собой порог, ниже которого не может происходить самофокусировка и самозахват, и пучок расходится вследствие дифракции. Следует заметить, что это соотношение не зависит от поперечного сечения светового пучка следовательно, самозахват света происходит независимо от поверхности, на которую распределяется его мощность. Вследствие существования этого порога приходится видоизменить соотношение между мощностью лазера и фокусирующей длиной (4.13-5), так как порог приводит к конечным значениям 1р уже при сколь угодно малых мощностях лазера. Из соответствующих экспериментальных данных, а также из более точных расчетов следует, что уравнение (4.13-5) необходимо заменить уравнением [c.199]

В среде с 82 О ширина пучка [увеличивается по мере его распространения — это явление самодефокусировки (рис. 9.1, б). В отличие от самофокусировки, с ростом пройденного расстояния сила нелинейной рефракции (см. (2.14)) при самодефокусировке ослабевает и лучи становятся все более прямыми. На больших длинах, ширина пучка возрастает пропорционально расстоянию [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...