Когерентные свойства рассеянного излучения

Когерентные свойства рассеянного излучения [c.203]

Клейнмана соотношения 80 Когерентные свойства рассеянного излучения 203 Комбинационного рассеяния эффект вынужденный 28, 62, 72, 85, 130, 131, 200 [c.239]

Путем наблюдения за интерференционными полосами проверяли когерентность света от разных колец и от различных частей одного кольца. Таким способом было установлено, что когерентные свойства света в кольцах аналогичны когерентным свойствам лазерного излучения в центральном пятне. Поэтому было высказано предположение, что кольца возникают из-за рассеяния лазерного света на оптических неоднородностях в самом кристалле. Следовательно, кольцевая картина аналогична той, которая возникает при анализе лазерного света с помощью внешнего эталона Фабри Перо. [c.43]

Мы обсудим взаимосвязи различных нелинейных процесов — многофотонное поглощение, параметрическое усиление, процессы рассеяния, нелинейные процессы при пассивной синхронизации мод —с когерентными свойствами [3.3-5, 6, 3.2-2]. Конкретно в разд. 3.32 будут освещены следующие проблемы влияние когерентности на атомные вероятности переходов, пространственно-временное изменение когерентных свойств поля излучения при нелинейных процессах, когерентность в связи с нестационарным поведением и разграничение областей применимости классического и квантового описаний. Но прежде чем можно будет перейти к этим проблемам, необходимо рассмотреть такие свойства падающего излучения, которые определяют когерентность это сделано в разд. 3.31 (см. также [1.-6]). [c.453]

Измерение указанных параметров возможно по анализу распределения рассеянного волокном когерентного излучения [51, 203, 217, 248]. Однако, если волокно прозрачно для излучения лазера, распределение рассеянного волокном лазерного излучения зависит не только от размеров и формы волокна, но и от других факторов, которые необходимо учитывать структуры поперечного сечения волокна (моноволокна, световоды, трубки, многожильные волокна и т. д.), показателя преломления материала, его однородности и изотропности, а также ориентации плоскости поляризации излучения относительно геометрической оси. Эта зависимость объясняется тем, что часть излучения проходит непосредственно через материал волокна и интерферирует с излучением, рассеянным его поверхностью. Особенности внутренней структуры и свойства материала волокна определяют деформацию волнового фронта излучения, проходящ,его через волокно, и вид результирующего распределения интенсивности рассеянного излучения, по которому судят о геометрических параметрах волокна. . [c.269]

Голограмма движущегося объекта. На Г. люжно записать волновые ноля излучения, рассеянного движущимися объектами (в т. ч. и движущимися нестационарно [3]). Отображающими свойствами обладают но только стоячие, но и бегущие волны интенсивности, возникающие при интерференции волновых полей, различных частот. Такие волны интенсивности возникают, напр., при регистрации Г. движущегося объекта О, к-рый рассеивает излучение неподвижного когерентного источника S (рис. 2). Рассеянное излучение, сдвинутое по частоте вследствие эффекта Доплера относительно падающего, складывается с ним, образуя систему бегущих волн интенсивности. Вся эта система перемещает- [c.503]

После того как мы рассмотрели в предыдущих разделах когерентность первого порядка, упомянем теперь об удивительном явлении, характерном для лазерного излучения и называемом спекл-картиной. Спекл-картину можно увидеть, если наблюдать лазерный свет, рассеянный от стены или рассеивающего транспаранта. Наблюдаемый рассеянный свет состоит из хаотического скопления ярких и темных пятен (или спеклов) (рис. 7.10, а). Несмотря на хаотическое распределение пятен можно различить пятно (или зерно) средних размеров. Из первых же работ стало ясно, что это явление обусловлено интерференцией вторичных волн с усилением и ослаблением, распространяющихся от небольших рассеивающих центров, расположенных на поверхности стены или рассеивающего транспаранта. Поскольку рассматриваемое явление наблюдается только тогда, когда излучение имеет высокую степень когерентности первого порядка, оно представляет собой неотъемлемое свойство лазерного излучения. [c.466]

Важное значение имеет свойство резонатора, называемое добротностью. Чем выше добротность, тем больше т и тем выше степень временной когерентности. Практически добротность резонатора снижается из-за потерь. Вредные потери связаны с поглошением и рассеянием излучения в активной среде, с дифракцией света из-за конечного диаметра зеркал резонатора, возможной разъюстировкой зеркал. Частичную прозрачность зеркал, необходимую для работы лазера, надо отнести к полезным потерям. Добротность Q резонатора определяется отношением энергии Р , запасенной в резонаторе, к энергии потерь Ра с точностью до множителя 2п [c.210]

Когерентные свойства поля рассеянного излучения будем характеризовать с помощью модуля комплексной степени когерентности (2.34) [c.170]

В гл. 1 и 2 были представлены общие методы описания электромагнитного поля излучения и его взаимодействия с веществом. В 3.1 мы применим эти методы к различным многофотонным процессам, таким, как многофотонное поглощение (разд. 3.13), генерация суммарных и разностных частот (разд. 3.14), параметрическое усиление (разд. 3.15) и вынужденное комбинационное рассеяние (разд. 3.16). На языке классического и полуклассического описания эти процессы называются нелинейными (ср. 2.3). Важными характеристиками этих процессов являются скорости переходов между состояниями атомных систем под влиянием излучения, скорости генерации фотонов, эффективные сечения, ширины линий и дисперсионные кривые. Все эти свойства могут быть непосредственно сопоставлены с экспериментальными данными. При этом возникает задача установления функциональной зависимости указанных величин от параметров взаимодействия, от констант атомной и электромагнитной систем и от заданных условий эксперимента. С другой стороны, должны быть сделаны количественные оценки порядков величин. На этой основе в дальнейшем можно будет провести анализ характерных для тех или иных процессов пространственно-временных явлений, таких, например, как усиление или поглощение электромагнитного излучения, инверсия населенностей атомных состояний и др. В 3.1 остаются вне рассмотрения особые проблемы, связанные с нестационарными процессами и взаимным влиянием свойств когерентности и нелинейных процессов. Они трактуются с единой точки зрения в 3.2 и 3.3. При этом в зависимости от поставленной задачи и от требуемой примени- [c.266]

Б отношении области формирования можно сказать следующее. Для прозрачных сред верхний предел этой области определяется длиной когерентности, т. е. тем расстоянием, на котором вторичное излучение частиц среды, приходящее к поверхности, еще когерентно, с падающей волной. В рассмотренном выше приближении невзаимодействующих частиц и слабого поля излучения длина когерентности определяется свойствами падающего света (в этом приближении даже многократное рассеяние когерентно [54] если частицы взаимодействуют, это не так, — см., например, [55—57]). [c.132]

Сразу после открытия Вудбери и Нг эффекта вынужденного комбинационного рассеяния в многочисленных лабораториях были проведены эксперименты с целью изучения свойств этого вынужденного излучения и их зависимости от различных параметров. Особое внимание было уделено соотношению между интенсивностями возбуждающего и рассеянного света, а также частотам и относительным интенсивностям различных рассеянных волн. Были исследованы когерентные свойства рассеянного излучения и его зависимость от направления рассеяния. Остановимся вкратце на основных результатах этих исследований. [c.201]

Оптич. свойства М. с. определяются явлениями ослабления проходящего излучения вследствие рассеяния и поглощения и взаимного облучения разл. объёмов М. с. рассеянным излучением. Взаимное облучение имеет когерентную и некогерентную части. Когерентная часть взаимного облучения неоднородностей ведёт к изменению эфф, эл.-магн, поля, в к-ром они находятся, а следовательно, и рассеянного ими ноля. Когерентная часть взаимного облучения и интерференция иа-л>-чений, рассеянных различными объёмами, относятся к т, н. кооперативным эффектам, к-рые ведут к отличию оцтич. свойств М. с. от оптич. свойств образующих её частиц. Некогерентная часть взаимного облучения неоднородностей или объёмов среды представляется в форме многократного рассеяния. [c.222]

Дифракция ЖР-иалучения на совершенном кристалле благодаря регулярному расположению атомов крис-таллич. структуры носит динаынч. характер (динамич. дифракция см. Дифракция рентгеновских лг/ней). Это означает, что многократное рассеяние излучения на кристаллич. плоскостях сохраняет свои когерентные свойства, в результате чего амплитуда дифраги-ров. Волн становится сравнимой с амплитудой проходящей волны. Интерференция дифрагированных и проходящей волн приводит к образованию результирующего волнового поля в кристалле, к-рое может быть представлено а виде суперпозиции волн, получивших назв.. блоховских. Эфф. длина блоховской волны в кристалле принимает значение от единиц до десятков мкм, что существенно снижает требования к изготовлению ревтгенооптич. влементов. [c.348]

На протяженной трассе нелинейность и турбулентность атмосферы оказывают неаддитивное влияние на когерентные свойства высокоэнергетических лазерных импульсов [17]. С одной стороны, турбулентное уширение пучка приводит к снижению эффекта лазерного нагрева, уменьшая нелинейную рефракцию [1, 17] с другой стороны, образование спекл-структуры вследствие рассеяния света на турбулентных неоднородностях, обуславливает изменение пространственной статистики излучения в процессе теплового са-мовоздействия. Так, относительно слабая тепловая нелинейность приводит к сглаживанию неоднородной структуры пучка — его ста-билизации [1, 17, 24] —вследствие возникновения локальных дефокусировок в местах пучностей светового поля. [c.48]

Сделаем несколько заключительных замечаний, резю-мируюш,их изложенную в настоящей работе теорию. Нелинейные свойства, присущие электронам и ионам, находящимся в атомах, молекулах и конденсированных средах, можно связать с макроскопическими свойствами максвелловских полей в нелинейных диэлектриках. Это позволяет в свою очередь дать подробное описание процессов когерентного нелинейного рассеяния с помощью макроскопических нелинейных восприимчивостей. Рассмотрение взаимодействия между когерентными световыми волнами приводит к решению, которое указывает на возможность полного преобразования мощности одной частоты в другие в рассмотренных здесь идеализированных случаях. Это решение получено путем обобщения теории параметрического усиления. Оно может использоваться при анализе случая большой мощности сигнала и холостого излучения, либо большой мощности одного холостого излучения и учитывает уменьшение в обоих случаях мощности накачки. Весьма общим способом выведены соотношения Мэнли — Роу. В связи с тем, что нелинейные материальные соотношения [c.327]

Для объяснения описанного, очень эффектного эксперимента можно рассуждать следующим образом. На первом этапе голографирования фотопластинка воспринимает более или менее сложное поле, фазовые свойства которого зависят от геометрических особенностей объекта и опорной волны, поскольку использованное лазерное излучение пространственно когерентно. Каково бы ни было это поле, его можно представить в виде набора плоских волн (теорема Фурье). Каждая нз них в результате интерференции с опорной волной создает периодическую систему интерференционных полос с характерными для нее ориентацией и периодом. Каждая элементарная интерференционная картина приводит к образованию на голограмме некоторой дифракционной решетки. В соответствии с изложенным в 58 каждая из этих решеток на втором этапе голографирования восстановит исходную плоскую волну. Более детальный анализ показывает, что восстановленные элементарные волны находятся в таких же амплитудных и фазовых отношениях, как и набор исходных плоских волн. Поэтому совокупность восстановленных элементарных плоских волн воссоздаст согласно теореме Фурье полное рассеянное объектами поле, которое мы и наблюдаем визуально или регистрируем фотографически. [c.244]

После появления источников света достаточно большой интенсивности — лазеров — начались обширные исследования теплового рассеяния Бриллюэна, при котором наблюдается рассеяние электромагнитного излучения на термически возбужденных волнах давления. В 1964 г. Чао, Таунс и Стойчев при помоши лазеров с модулированной добротностью доказали возникновение вынужденного рассеяния Бриллюэна в связи с генерацией когерентной сверхзвуковой волны. Теоретическое описание основ этого явления может быть проведено в тесной связи с эффектом вынужденного комбинационного рассеяния. Поскольку влияние пространственных трансформационных свойств уже было рассмотрено, ограничимся здесь с самого начала простой моделью, допускающей одномерное представление. При этом окажется возможной интерпретация наиболее важных нелинейных эффектов. По аналогии с 2.4 тепловой (спонтанный) и вынужденный эффекты будут рассмотрены на основе одной и той же модели. [c.142]

Очень поучительный пример влияния свойств когерентности может быть приведен для вынужденного ан-тистоксова рассеяния основные представления о нем даны в разд. 3.16. В предположении, что поле излучения состоит из глауберовских состояний волны накачки, стоксовой и антистоксовой волн и что в соответствии с [c.472]

Изложенная картина О. с. иосит феноменологич. характер среды считаются непрерывными и описываются макроскопич. параметрами (показатель преломления, диэлектрич. проницаемость и т. п.). Микроскопич. теория, основанная на атомистич. представлениях, призвана обосновать такой подход и указать границы его применимости, связать е со свойствами отдельных атомов или молекул, состав ляющих среду. Молекулярная теория О. с. исходит из следующего среда считается набором частиц (атомов, молекул), расположенных в вакууме падающая световая волна вызывает колебания в частицах, в результате чего они излучают волны, когерентные с цадающей вторичная волна одного атома, в свою очередь, действует на другие атомы и вызывает их дополнительное излучение интерференция всех этих волн с падающей должна объяснить явления преломления и О. с. Если расстояние между частицами значительно меньше Я и если плотность числа частиц одинакова во всех точках объема среды , то расчет по молекулярной теории приводит к тем же выводам, что и феноменологич. теория. Именно, в среде вторичные волны гасят падающую волну и создают преломленную вне сроды интерференция вторичных волн приводит к образованию отраженной волны с френелевской амплитудой. Если расстояние между частицами сравнимо с Я (практически это имеет место в рентгеновской области), то феноменологич. теория неправомерна и необходим иной подход (см. Дифракция рентгеновских лучей). Тепловое движение молекул обусловливает нарушение словия постоянства плотности частиц и приводит к новому явлению — молекулярному рассеянию света. [c.567]

Важнейшим свойством кольцевого интерферометра является его взаимность, в результате чего все воздействия на тракт, одинаковые для встречных волн, не сказываются на разности фаз АФ. Реально оптические пути для волн могут быть по целому ряду причин неидентичны, что приводит к появлению фазовых сдвигов, не связанных с вращением. Их источниками могут быть стационарные и нестационарные механические воздействия, температурные градиенты, магнитные поля и нелинейные эффекты в ВС [11, 17]. Наиболее серьезными источниками являются невзаимные шумы ВС, обратное тиндалево-рэлеевское рассеяние и поляризационные шумы [36, 38]. Для уменьшения влияния тиндалево-рэлеевского рассеяния используют наиболее длинные волны, импульсный режим работы и источники излучения с малой длиной когерентности, при которой рассеянное назад излучение некогерентно с сигналом. Поляризационные шумы возникают вследствие различного состояния поляризации встречных волн, поэтому применяют, как правило, ВС и направленные ответвители, хорошо сохраняющие линейную поляризацию излучения. ВОД выполняют полностью [c.216]

Свойства испускаемого лазером когерентного излучения при некоторых обстоятельствах могут быть использованы непосредственно для осуществления контроля, что исключает сложности, связанные с регистрацией голограммы. Одно из характерных свойств лазерного света заключается в том, что при его рассеянии объектом поверхность кажется покрытой бликами мелкими светлыми и темными областями, которые смещаются с изменением точки наблюдения (фиг. 6.12, а). Простое качественное объяснение этого эффекта следующее каждый элемент бликуюшей поверхности представляет собой крошечную [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...