Вынужденное рассеяние наблюдение

К обычным методам контроля за параметрами пучка — амплитудному делению и рассеянию — необходимо добавить вынужденную флуоресценцию, наблюдение за резонансными переходами, преобразование гармоник и фотохимическое разложение веш.ества. Эти новые методы позволяют получать количественные данные и при их современном уровне развития очень ценны тем, что дают качественную информацию о лазере. [c.20]

Ф и г. 37. Схема установки для наблюдения вынужденного рассеяния Бриллюэна. [c.215]

Результаты, полученные современной нелинейной оптикой, несколько схематично можно разбить на две группы. К первой из них следует отнести новые данные о микроскопических характеристиках вещества, полученные при изучении нелинейных оптических эффектов. Только с появлением лазеров удалось измерить спектральные компоненты тензоров на оптических частотах знание последних, вообще говоря, дает информацию об электронных энергетических полосах, не содержащуюся в линейной восприимчивости. Новые возможности изучения энергетических уровней открывает многофотонное поглощение (при двухфотонных процессах в центросимметричных средах возможны, в частности, переходы между уровнями с одинаковой четностью) соответствующую область спектроскопии называют многофотонной спектроскопией. Вместе с тем заметим, что эффекты вынужденного рассеяния определяются теми же спектральными компонентами тензоров и т. д., что и соответствующее спонтанное рассеяние, детально изученное в параметрической оптике. Однако в вынужденном рассеянии совершенно иной характер носит развитие волнового процесса в пространстве (имеет место экспоненциальное нарастание компонент рассеянного излучения). Наблюдение широкого класса новых волновых взаимодействий представляет собой вторую группу результатов нелинейной оптики. Последние тесно связаны с практическими приложениями нелинейной оптики. Уже сейчас нелинейная оптика располагает и значительным количеством практических достижений. К числу важнейших из них следует отнести следующие [c.14]

Создание мощных генераторов гармоник и комбинационных частот, перекрывающих (набором дискретных линий) диапазон длин волн от 0,2 до 1 мк. Значительные мощности этих генераторов, достигающие единиц и десятков мегаватт (см. [22, 23]), позволяют расширить и экспериментальные возможности самой нелинейной оптики (они открывают возможности наблюдения вынужденного рассеяния в резонансных условиях, [c.14]

Следует отметить, что эта область быстро расширяется обсуждаются возможности наблюдения вынужденного рассеяния на плазмонах в твердых телах и маг-нонах (см. [53]). [c.27]

В заключение заметим, что в последнее время обнаруживается все более тесная связь между нелинейными оптическими явлениями и разрушением оптически прозрачных сред в интенсивных лазерных полях. С одной стороны, такие эффекты, как многофотонное поглощение и вынужденное рассеяние, могут стать причиной разрушения среды. С другой — разрушение сред ограничивает предельные потоки мощности, которые могут быть пропущены через среду, и, следовательно, ограничивает возможности наблюдения взаимодействий высоких порядков и эффективность практических устройств, использующих нелинейные оптические явления. [c.27]

Фиг. 15. Схема эксперимента по наблюдению вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна в обратном направлении (по данным работы (12]).

Итак, порог вынужденного рассеяния является функцией направления. Правда, при наблюдении комбинационного рассеяния в кюветах, длина которых много больше диаметра луча, геометрические факторы играют доминирующую роль. Однако даже для идеализированного случая бесконечно протяженных плоских волн имеет место резкое возрастание порога вблизи направ- [c.183]

Наблюдение вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна и его основные экспериментальные характеристики [c.411]

Явление вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна состоит в том, что интенсивность смещенных компонент тонкой структуры растет нелинейно с ростом линейных размеров рассеивающего объема в направлении наблюдения рассеянного света. [c.411]

Схема установки для возбуждения и наблюдения вынужденного рассеяния Мандельштама—Бриллюэна, использованная в [630, 631], показана на рис. 101. [c.413]

Итак, основные результаты наблюдения вынужденного комбинационного рассеяния, перечисленные в начале параграфа, объясняются с помощью представлений об усилении стоксова рассеяния и об интерференции вторичных антистоксовых волн, возникающих в результате раскачки ядер молекул под действием возбуждающего и первого стоксова излучений. [c.859]

Схема опыта по наблюдению вынужденного комбинационного рассеяния показана на рис. 36.7. Поток лазерного излучения фокусируется линзой в середину кюветы К с исследуемым веществом. За кюветой находится светофильтр Р, который задерживает возбуждающее излучение и пропускает рассеянное излучение с измененной частотой. Это рассеянное излучение направляется линзой 2 на щель спектрального аппарата С. [c.313]

Рис. 36.7. Схема опыта для наблюдения вынужденного комбинационного рассеяния

Мы приходим к выводу, что в принципе за эффектом вынужденного комбинационного рассеяния можно проследить как путем наблюдения усиления (или возникновения) волны с более низкой частотой, так и путем наблюдения ослабления волны более высокой частоты. Вторая возможность, противоположного типа, используется при обращенном эффекте комбинационного рассеяния (см. разд. 4.215). Лазерная волна входного излучения в этом случае усиливается как стоксова волна, а волна соответствующей частоты из непрерывного спектра ослабляется как волна накачки . [c.210]

Распространение света может происходить как благодаря параметрическому рассеянию, так и вследствие рассеяния на различных квазичастицах среды (например, фононах), возбуждаемых при вынужденных процессах. При этом, правда, не все влетающие и вылетающие фотоны имеют одну и ту же частоту, но различия в частотах могут быть очень малыми и поэтому не разрешаться при наблюдении. Эти последние процессы рассеяния идентичны элементарным актам в активной спектроскопии (см. п. 3.161). [c.483]

При фокусировке гигантского импульса рубинового лазера мощностью — 100—200 МВт внутри образца вещества, рассеяние на к-ром наблюдается, можно получить интенсивность света —10 МВт/см , что соответствует напряжённости электрич. поля световой волны Е — 10 В/см. Этого достаточно для проявления нелинейных явлений и наблюдения вынужденного М.— Б. р. При фокусировке лазерного излучения сферич. линзой наибольшую интенсивность рассеяния, а следовательно, и наибольшую интенсивность звука можно ожидать под углом рассеяния 0 = 180 , т. к. для этого направления рассеяния область нелинейного взаимодействия будет наибольшей. Применение цилиндрич. линзы позволяет получить интенсивное вынужденное М.— Б. р. под углом 0 = 90°. Интенсивность звуковой волны, возникаю- [c.208]

Одним из первых был зарегистрирован эффект, обратный эффекту Поккельса — оптическое детектирование. В 1962 г. был обнаружен эффект генерации когерентных оптических фононов в поле интенсивной световой волны [16] — эффект, приводящий в комбинации с рассеянием света на этих фононах к так называемому вынужденному комбинационному рассеянию, а в 1963 г. — и эффект генерации акустических фононов и вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (Таунс с сотрудниками [17]). Наконец, совсем недавно былр экспериментально зарегистрировано вынужденное рассеяние в области крыла линии Релея [18]. Регистрация нелинейных оптических эффектов, связанных с членами в (5), содержащими магнитное поле, до последнего времени вызывала значительные трудности однако в июне 1965 г. появилось сообщение [19] о наблюдении одного из таких эффектов — обратного эффекта Фарадея последнее позволяет надеяться на успешное наблюдение вынужденного рассеяния на спиновых волнах. Таким образом, и в магнитооптике становится возможным наблюдение не только параметрических, но и нелинейных эффектов. [c.13]

Значительное количество невыясненных вопросов имеется и в области изучения вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. Так, не выяснен до конца вопрос о существовании ангисто,ксо,вых компонент в вынужденном рассеянии результаты первых опытов, в которых такие компоненты как будто бы наблюдались, по-видимому, не подтвердились (см, [53]). Интересные результаты получены при исследовании гармоник звука, возникающего в процессе вынужденного рассеяния [54] есть основание считать, что они могут быть достаточно сильными. Наконец, весьма интересной задачей является наблюдение вынужденного рассеяния Мандельштама— Бриллюэна в кристаллах при низких температурах, что может позволить вывести из среды гиперзву-ковые колебания, возникающие в процессе рассеяния. [c.27]

Ряд теоретических вопросов, связанных с эффектом вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна, был рассмотрен Таунсом и др. [12]. Экспериментально рассеяние в кварце и сапфире наблюдали Чао, Таунс и Стойчев [12]. Схема их эксперимента представлена на фиг. 15. При комнатной температуре пороговая мощность лазера, соответствующая появлению вынужденного рассеяния, оказывается весьма высокой пороговые плотности потока мощности в сфокусированном лазерном луче составляют по оценкам 10 бт/сж . При этом в ультразвук преобразуется доЛя мощности лазера соак/мь, которая из-за сильного поглощения звука за время, меньшее 10 сек, переходит в тепло. Кристаллы неизменно повреждались, как только интенсивность лазерного излучения оказывалась достаточной для наблюдения эффекта вынужденного рассеяния. В этих опытах в основном регистрировалось рассеяние в обратном направлении. Вынужденное рассеяние в обратном направлении идет, по-видимому, наиболее эффективно, поскольку длина взаимодействия рассеянного излучения с излучением лазера в этом случае максимальна. Здесь уместно заметить, что рассеяние Мандельштама — Бриллюэна в прямом направлении (0 = О, см. фиг. 13) возможно в анизотропных кристаллах. Здесь падающая световая волна может быть рассеяна с образованием волны стоксовой частоты, имеющей другую поляризацию и распространяющуюся в том же направлении. Законы сохранения энергии и им- [c.162]

Действительно, формула (4.44), из которой следует, что Мак = О при 9 = 0, относится к случаю изотропной среды. В анизотропной среде, где падающая и рассеянная волны могут быть волнами разных поляризаций (соответствующие показатели преломления п, и Пг), вместо (4.44) следует писать Шак = ол (у/с) (п1— — Пг) -Ь 1 2 X (2з1п 9/2) ] , откуда следует, что при щ Ф П2 Мак ф о и при 0 = 0. Соответствующий эксперимент по наблюдению вынужденного рассеяния в кварце описан в (39 ]. — Прим. ред. [c.163]

Материал 9—11 базируется иа результатах опытов, получаемых с рубиновым лазером. Следует отметить, что в последнее время были обнаружены возможности расширения средств экспериментального изучения вынужденного комбинационного рассеяния. Так, в [84 ] сообщается о наблюдении вынужденного рассеяния на X 1,06 мк, а в [85 ] — на X 0,53 мк. Последнее открывает определенные возможности изучения вынужденного рассеяния в резо-канрных условиях. — Прим. [c.232]

Рис. 101. Схема установки для возбуждения и наблюдения вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна и крыла линии Релея (Маш, Морозов, Старунов, Тиганов, Фабелинский

Наблюдение сжатых состояний в волоконных световодах затрудняется наличием конкурирующих процессов, таких, как спонтанное или вынужденное МБ-рассеяние. Сжатые состояния наблюдаются, только если уровень шумов этих процессов не превышает величины, на которую уровень шумов понижается при четырехфотонном смешении. Несмотря на указанные затруднения, в эксперименте [39] наблюдалось уменьшение уровня шумов на 12,5% ниже квантового предела при распространении накачки на длине волны 647 нм в световоде длиной 114 м. Для подавления ВРМБ накачка модулировалась с частотой 748 МГц, что намного больше ширины полосы ВРМБ-уси-ления. Для подавления теплового МБ-рассеяния на направляемых акустических волнах световод приходилось охлаждать в жидком гелии, однако такое рассеяние все же ограничивало характеристики системы. На рис. 10.12 показан спектр шумов, наблюдавшийся, когда фаза локального осциллятора соответствовала минимуму шума. Большие пики обусловлены МБ-рассеянием на радиальных акустических модах. Сжатые состояния генерируются в областях частот, отстоящих на 45 и 55 МГц от частоты накачки. В другом эксперименте [40] по тому же световоду распространялось излучение накачки с длинами волн 647 и 676 нм. При помощи двухчастотной гомодинной схемы было зарегистрировано уменьшение шума на 20% ниже квантового предела. Такое явление называют четырехмодовой [c.307]

Ф и г. 4. а — схема генератора, использующего эффект вынужденноного комбинационного рассеяния б — схема эксперимента по наблюдению вынужденного излучения со стоксовой и антистоксовой частотами вне оптического резонатора (лазерный луч фокусируется в объем рассеивающей среды). [c.54]

Создание лазеров не только улучшило возможности наблюдения М.— Б. р., но и привело к открытию т. н. вынужденного М.— Б. р. Оно обусловлено нелинейным вз-ствием интенсивной возбуждающей световой волны (первоначально слабой рассеянной волны) и упругой тепловой волны. Основой такого вз-ствия явл. эффект электрострикции, заключающийся в том, что диэлектрик в электрич. поле напряжённостью Е меняет свой объём и т. о. возникает электро-стрикц. давление (а следовательно, образуется упругая волна). Электро-стрикц, давление пропорц. Е . В гигантском импульсе лазера напряжённость электрич, поля световой волны может достигать значений 10 — 10 В/см, и тогда электрострикц. давление может составить сотни тыс, атмосфер и возникнет весьма интенсивный гиперзвук. Интенсивность звук, волны, возникающей при вынужденном М.— Б. р., невелика. [c.392]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...