Оптические моды колебаний

Выясним физический смысл различия между акустическими и оптическими модами колебаний атомов в цепочке. Для этого сравним между собой отношение амплитуд колебаний u ju2 и фазы ко- [c.156]

Рис. 5.11. Длинноволновые оптические моды колебаний движения атомов с массой М и сдвинуты по фазе на 180°

Таким образом, во всем интервале волновых чисел от О до я/(2а) в цепочке, состоящей из атомов двух сортов, происходит разделение колебаний на акустическую и оптическую ветви, при этом для акустических мод атомы обоих типов движутся в волне сжатия вместе (в фазе). Для оптических мод колебаний соседние атомы движутся в противофазе. [c.157]

Обменная энергия 79, 336 Обратная решетка 24, 40, 49 Одноэлектронное приближение 212 Оптическая накачка 317 Оптические моды колебаний 155 [c.383]

Этот анализ можно непосредственно распространить на деформации сдвига и тем самым получить взаимодействие электронов с поперечными и оптическими модами колебаний. В обшем случае деформация имеет вид [c.440]

Дополнительные разрешенные частоты при определенных условиях могут возникать и в интервале между оптическими и акустическими ветвями колебаний. Интересно отметить, что поскольку теория колебаний атомов и теория электронных состояний в кристаллах имеют общую математическую основу, то по аналогии с локальными модами колебаний появление дефектов может приводить и к разрешенным энергетическим (локальным) состояниям электронов в области энергетической щели. Подобные состояния, действительно, обнаружены и имеют большое значение, например, в физике полупроводников. [c.220]

Если усиление активной среды превышает потери для двух собственных частот оптического резонатора, то возможна одновременная генерация двух независимых мод колебаний. [c.363]

Моды излучения. В стационарном режиме излучения лазера в его оптическом резонаторе, по определению стационарности, должны образоваться стоячие волны. В самом общем виде стоячая волна может быть представлена как суперпозиция элементарных стоячих волн, называемых модами колебаний. Излучение лазера, соответствующее этим модам колебаний, называют модами излучения лазера. [c.315]

В соответствии с этими двумя различными возможностями при каждом данном к мы имеем 6Л фононных мод. Колебания, при которых ионы в данной ячейке движутся синфазно, называются акустическими в отличие от оптических, когда ионы движутся в противофазе. Интуитивно ясно, что при одном и том же векторе к частоты оптических колебаний будут значительно выше, чем у акустических движение соседних ионов в противоположных направлениях может привести к заметному увеличению частоты. Оптические колебания решетки называются так потому, что в ионных кристаллах они сильно взаимодействуют с электромагнитными волнами. Последнее связано с заметным раздвижением положительных и отрицательных зарядов при таких колебаниях ионных кристаллов. [c.51]

Фиг. 117. Оптические и акустические моды колебаний произвольного (нет вырождения) кристалла с двумя атомами на примитивную ячейку.

Фиг. 119. Дисперсионные кривые для колебаний решетки в хлористом натрии и для световых волн, взаимодействующих с поперечными оптическими модами.

Так называемые оптические моды в диэлектрических кристаллах связаны со слабыми колебаниями внутренних составляющих ячейки. Для примера рассмотрим кубический кристалл с двумя частицами Pi и Рг на одну ячейку. Пусть Г] и Гг — их радиус-векторы, /п, и /Пг — массы, <71 и <7г — электрические заряды. Положим [c.66]

На анализе этого случая основывается следующая характеристика различия между оптической и акустической ветвями ), В акустической моде все ионы в элементарной ячейке движутся почти точно в фазе друг с другом как единое целое, и определяющую роль в динамике играет взаимодействие между ячейками. В отличие от этого в оптической моде движение ионов фактически сводится к молекулярным колебаниям в отдельных элементарных ячейках, частоты этих колебаний расширяются в зону благодаря взаимодействию между ячейками. [c.65]

Бравэ 1 120, 121 Определение фононного спектра из оптических данных II 108—111 Оптические моды II 64, 70, 71 в ионных кристаллах II 170—176 в моделях Дебая и Эйнштейна II 89 и акустические моды II 65 и рамановское рассеяние II 109 См. также Колебания решетки Фононы Оптические свойства I 293, 390—393 алюминия I 302—303 благородных металлов II 295—297 бриллюэновское рассеяние II 109 ионных кристаллов II 173—176 и приближение независимых электронов I 345 (с) [c.403]

Приведем теперь расчет более сложного случая линейной цепочки, состоящей из чередующихся атомов двух сортов с массами т и М (рис. 4.9). Такая система ведет себя принципиально иначе здесь появляется новый тип колебаний — оптическая мода. Уравнение движения каждого из атомов выводится точно так же, как и в случае цепочки одинаковых атомов. В частности, для 1-то и [c.153]

С очень хорошим приближением можно считать, что один из векторов ек,а направлен вдоль К (продольная оптическая мода) и, следовательно, два других перпендикулярны ему (поперечные оптические моды). В действительности эти колебания отличаются по частоте, причем отношение частот равно (е /е ) /2, где Е и е —соответственно статическая и высокочастотная диэлектрические проницаемости кристалла. Только продольная мода колебаний, для которой ек, о К. дает вклад в р(х) обозначим оператор рождения для этой моды просто к и пренебрежем другими модами. Таким образом, [c.254]

Двуокись углерода имеет две основные ИК-полосы поглощения с центрами 4,3 и 15 мкм (третья мода колебаний молекулы является оптически неактивной). Кроме основных полос СО2 имеет колебательные полосы обертонов, а также горячие полосы с центрами около 10,4 9,4 5,2 4,3 2,7 2,0 1,6 и 1,4 мкм. Сильное поглощение, наблюдаемое на длинах волн выше 14 мкм, также обусловлено главным образом СО2. [c.157]

Собственное колебание оптического резонатора практически всегда может быть представлено в виде совокупности нескольких световых пучков, которые при отражении от зеркал либо границ раздела переходят друг в друга, чем и обеспечивается воспроизводимость процесса во времени. Так, моды простейших линейных резонаторов типа изображенного на рис. 2.1а плоского резонатора, часто применяющегося и в настоящее время, состоят из двух пространственно совмещенных пучков с противоположными направлениями распространения. У кольцевых резонаторов принадлежащие [c.62]

Трехфононные взаимодействия возникают при кубической ангармоничности колебаний. При этом два фонона — по одному из двух различных оптических мод колебаний — порождают фоноп в третьей (акустической) моде или одни из оптических фоиопов распадается на два акустических. Обычно поперечная низкочастотная мода колебаний взаимодействует с двумя высокочастотными модами, принадлежащими к одной поляризационной ветви. [c.81]

Гексагональная ЦМД-решётка имеет три основные моды колебаний оптическую, соответствующую синфазным радиальным колебаниям ЦМД, и две акустические, соответствующие трансляционным смещениям ЦМД в двух напраплениях. Дсформадиониыс волны акустич. типа аналогичны звуковым волнам в упругих средах. Возбудить такие волны можно пространственно неоднородным в плоскости плёнки импульсным или ВЧ-поле 1. Наличие ВБЛ в границе ЦМД и появление нелинейных и гиротропных эффектов обусловливают гибридизацию оптич. и акустич. мод деформационных волн и приводят к появлению коллективных мод ЦМД. [c.437]

НИИ электроны рассеиваются на колебаниях решетки — фоно-нах. Известно, что вероятность рассеяния максимальна в случае равенства как импульсов, так и энергий взаимодействующих квазичастиц. Поэтому ускоряемые полем электроны наиболее активно взаимодействуют с продольными оптическими фононами, поляризация которых согласуется с поляризацией электронной волны. Равенство энергий возможно лишь в том случае, когда энергия ускоряемых электронов становится равной Йсо о, где (i>Lo — частота продольной оптической моды. При этом происходит максимальная передача энергии от электронов к решетке, т. е. имеет место максимум энергетических потерь электронов, рассеивающихся на фононах. [c.55]

При взаимодействии светового пучка с твердым телом изменяются параметры пучка (интенсивность, поляризация, частотный и угловой спектры и т. д.). Степень изменения каждого из этих параметров определяется свойствами как твердого тела, так и пучка, а также условиями взаимодействия. Изменение температуры твердого тела сопровождается изменением амплитуды колебаний атомов в узлах решетки и, вследствие этого, изменением межатомных расстояний, что приводит к температурной зависимости оптических параметров. Известны температурные зависимости ширины запреш енной зоны полупроводниковых и диэлектрических кристаллов, действительной и мнимой частей комплексного показателя преломления, концентрации и подвижности свободных носителей заряда, плотности фононов для каждой разрешенной моды колебаний решетки [1.41, 1.42]. Выбор характеристик пучка, условий взаимодействия пучка с объектом, а также условий регистрации сигнала позволяет проводить измерение многих температурно-зависимых параметров твердого тела. Оптическая термометрия включает последовательность преобразований в соответствии с температурой устанавливается значение физического параметра, проводится его измерение оптическим методом, затем на основе известных соотношений между температурой, физическим параметром и регистрируемым оптическим сигналом определяется температура. Эта последовательность предполагает использование внешнего зондируюш его излучения, т. е. диагностика является активной. [c.19]

Как известно, при возбуяедении двухатомного кристалла в общем случае в нем распространяется ятесть различных волн, которым соответствует шесть различных колебаний частиц, называемых часто модами колебаний. При этом три волны относятся к так называемой акустической ветви, а три — к оптической. [c.80]

Анализ уравнений колебания кристаллической решетки показывает, что одна из мод колебаний, а именно поперечная мода оптической ветви, при определенных условиях может быть неустойч1тва для длинных волн оптической ветви (q —> О, где q — волновой вектор, величина, обратная длине волята), которым соответствуют колебания частиц по отношению друг к другу в пределах одной элементарной ячейки, частота этих колебаний Шт стремится к нулю. Это означает, что при некоторых [c.80]

Т) можно рассматривать как логичное продолжение соответствующих кривых из ИК-диапазона, где, в свою очередь, результаты наших расчетов (см. пунктирные кривые I, I , I" в 4, 4, 4" на рис. II) хорошо согласуются с данными оптических изнюрений работы [13 . Приведенные выше данные сввдетельствуюг в пользу того, что характерная для BaT Og СВЧ-мода в области каждого фазового перехода тесно связана с поведением доменной структуры (точнее, с температурной зависимостью размеров доменов) и при повышешя температуры превращается в соответствующую оптическую моду (см. рис. II). Следует подчеркнуть, что в тетрагональной и ромбической модификациях присутствуют одновременно оба тжпа колебаний, одно из которых обусловлено наличием внутри доменов зародышей соответственно ромбической и ромбоэдрической фаз. [c.75]

Получив динамическую матрицу и поделив ее на массу ионов, мы очень просто могли бы вычислить квадрат частоты колебания на этом расчет закона дисперсии для колебаний решетки можно было бы и закончить. Однако столь просто мы могли бы решить задачу, только если бы заранее задали тип моды колебаний, т. е. если бы знали направление поляризации. Именно так обстоит дело в простых структурах, когда вектор О лежит в направлении си. 1метрии. Для произвольного направления распространения колебания энергия является квадратичной формой трех компонент и , и мы должны определять частоты трех мод (точно так же, как в задаче о колебаниях молекулы). В этом случае динамическая матрица связывающая компоненты вектора и , содержит 9 элементов. В структуре с двумя атомами на ячейку нужно определить уже 6 компонент смещений, в результате чего мы получим 6 люд колебаний три акустические и три оптические. [c.485]

Это соотношение соответствует так называемой поперечной оптической моде. Описанное внутреннее движение в ячейке имеет сильную частотную дисперсию около резонансных частот. Можно поставить вопрос каково влияние этой сильной дисперсии на собственные моды линейного оптического распространения В частности, когда частота электромагнитной волны близка к резонансной частоте внутренних колебаний среды (т. е. ш -), то среда сильно возбуждается, ощутимая часть энергии переходит в механические колебания и распространение электромагнитной энергии ослабляется. Это подводит к понятию полярито-на — гибридного кванта, частично фонона (акустические колебания), частично фотона в окрестности резонанса, где имеется существенная дисперсия по волновому числу. Чтобы рассмотреть этот эффект наглядно, нужно связать уравнение [c.67]

Колебания решетки халькогенида свинца имеют две ветви — оптическую и акустическую, поскольку это соединение ионное. В акустической ветви ионы свинца и халькогена колеблются в фазе, а в оптической ветви — в противофазе [131]. Можно показать, что эти колебания имеют поперечную и продольную компоненты. Поперечная оптическая мода (ГО-мода) эквивалентна электромагнитной волне, возбуждающей колебания с нулевым волновым числом. Равенство нулю волнового числа вытекает из закона сохранения импульса. [c.390]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Лит. см. при ст. Модуляторы света. А. Н. Напорский. МОДЫ (от лат. modus — мера, образ, способ, вид) — тииы колебаний (нормальные колебания) в распределённых колебат. системах (см. Объёмный резонатор. Оптический резонатор) ИЛИ типы волн (нормальные волны) в волноводных системах и волновых пучках (см. Волновод, Квазиоптика). Термин М. стал употребляться также для любого волнового поля (вне его источников), обладающего определ. пространственной структурой (симметрией). Так появились понятия М. излучения лазера, утекающая М., поверхностная М., М. шепчущей галереи , экспоненциально спадающая М., селекция М. ИТ. д. [c.185]

Статистические свойства гауссовского оптического поля, смешанного с когерентным колебанием, теоретически исследовались различными авторами. В [22] получена основная формула для оператора плотности суперпозиции многомодовых полей. Позднее в 25] были найдены распределения отсчетов фотоэлектронов и факториальные моменты для суммы когерентного и узкополосного гауссовского полей на одной и той же частоте. В 92] были рассчитаны второй факториальный момент для суперпозиции одиночной когерентной. моды и гауссовской компоненты с различными формами линий, центрированными на одной и той же частоте. [c.13]

Смотреть страницы где упоминается термин Оптические моды колебаний : [c.112] [c.420] [c.422] [c.422] [c.468] [c.154] [c.175] [c.638] [c.221] [c.149] [c.421] [c.421] [c.129] [c.175] [c.79] [c.62] [c.549] [c.491] [c.492] [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...