Смешение оптическое

Создание эффективных оптических удвоителей частоты позволило использовать излучение второй гармоники для вторичного удвоения, а также для смешения оптических частот, т. е. создать генераторы третьей, четвертой и даже пятой гармоник. Первые опыты по каскадной генерации четвертой гармоники излучения неодимового лазера (Я,4 = 0,265 мкм) были выполнены уже в 1964—1965 гг. [1, 2]. Дальнейшее развитие методов каскадного умножения частоты на кристаллах с квадратичной нелинейностью позволило значительно повысить эффективность оптических умножителей частоты [3—8] и привело к созданию генератора пятой гармоники (Xs = 0,212 мкм) излучения неодимового лазера [8]. Успехи в разработке эффективных оптических умножителей частоты в значительной степени связаны с быстрым прогрессом теории умножения частоты световых пучков [9—19]. [c.242]

Синхронизация мод 188 Скорость накачки критическая (пороговая) 179 Смешение оптическое 27 Смещение стоксово 106 Снеллиуса закон преломления 36 Состояние квантовое 45 Спектроскопия первой производной 266, 438 Спин 30 [c.548]

Другим примером интенсивного молекулярного рассеяния является рассеяние, возникающее при смешении некоторых жидкостей. В обычных условиях в растворах распределение одного вещества в другом происходит равномерно, так что они представляют собой среду, в оптическом отношении не менее однородную, чем чистые жидкости. Это означает, что распределение концентрации растворенного вещества во всем объеме одинаково и флуктуации концентрации очень малы. Однако существует много комбинаций веществ, которые при комнатной температуре растворяются друг в друге очень плохо, но при повышении температуры их растворимость резко возрастает н при некоторой критической температуре они способны смешиваться в любых соотношениях. Критическая температура смешения характеризует такое состояние с.меси, когда легко осуществимы местные отступления от равномерного распределения, т. е. нарушения оптической однородности, приводящие к интенсивному рассеянию света. [c.119]

Пар и жидкость поступают в камеру смешения в виде спутных струй с различными температурами и скоростями. По этой причине течение в камере смешения имеет ряд специфических особенностей. Эксперименты, проведенные на плоских оптических моделях, показали, что течение в камере смешения расслоенное на начальном участке существует чисто паровой слой (факел) и жидкостный слой (при впрыске жидкости через периферийную щель большой высоты) затем следует слой смешения (двухфазный парокапельный поток, начальная высота которого определяется высотой кромки на срезе парового сопла) 188]. По мере удаления от среза сопл исчезает жидкостный слой, затем паровой факел. В конце камеры при малых значениях Fp, д и достаточно больших значениях и происходит структурный переход от капельного [c.127]

В камере смешения можно выделить три границы между зонами (слоями) течения (см. рис. 7.2) паровым факелом (слой IV) и парокапельным потоком с малым содержанием капель (слой ///) слоем III и потоком с большим содержанием капель (слой II), оптически непрозрачным для проходящего света слоем II и чистой жидкостью (слой /). [c.128]

В диффузоре режим течения изменяется в зависимости от давления на выходе из аппарата Рд. При работе без нагрузки (рд = = 0,1 МПа) структура потока в диффузоре сохраняется такой же, как и в конце камеры смешения и горле диффузора при повышении давления Рд в диффузоре появляется скачок уплотнения-конденсации при достаточно большом противодавлении, когда скачок перемещается по диффузору, в районе горла существуют две различные по оптической плотности зоны с размытой границей (в этом случае в конце диффузора течет практически чистая жидкость). [c.128]

При известном коэффициенте увеличения оптической системы M = dJL смешение L определяется из выражения [c.545]

Закрытие трещины может быть измерено методом податливости, оптическим, жидкостно-оптиче-ским методом и др. В основе определения момента смыкания берегов трещины по методу податливости лежит установление взаимосвязи между нагрузкой Р, действующей на образец, и перемещением берегов трещины 6. Величину нагрузки Pop, соответствующую моменту смыкания берегов трещины, определяют по перегибу диаграммы, построенной в координатах нагрузка Р — смешение б двух фиксированных точек, находящихся в непосредственной близости к вершине трещины (см. рис. 19.19). Для оценки последнего используют обычно высокочувствительный тензометрический датчик типа представленного на рис. 19.5, который закрепляют вблизи вершины трещины. [c.341]

Оптические методы, основанные на изменении показателя преломления при прохождении лучей через прозрачные, оптически неоднородные среды, можно классифицировать следующим образом теневые методы, фиксирующие линейное смешение луча, угловое отклонение луча, метод свилей или шлирен-метод Тепле-раи интерференционный метод, фиксирующий разность хода лучей по времени. [c.276]

Фактором, существенно стимулировавшим работы по нелинейной оптике еще на раннем этапе, было интенсивное развитие нелинейной радиофизики в особенности ее теоретического раздела — нелинейной теории колебаний. Действительно, поскольку и радиофизика и оптика имеют дело с колебаниями и волнами одной природы, представляется вполне естественным перенесение идей и методов нелинейной теории колебаний на оптику. Именно под таким углом зрения обсуждались возможности постановки опытов по нелинейным взаимодействиям световых ВОЛН в серии работ Горелика [10—12], выполненных еще в 1947—1950 гг. Один из предлагавшихся опытов — весьма тонкий опыт по смешению оптического дублета (использовались зеемановские компоненты зеленой линии ртути) на фотокатоде — был выполнен Форрестером и сотрудниками в 1955 г. [13]. Следует отметить, что, хотя с современными экспериментальными средствами опыты типа опыта Форрестера доступны любой физической лаборатории, результаты анализа влияния пространственной и временной когерентности пучков на оптическое смешение, проведенного в работах [10—13], Представляют несомненный интерес и для современной нелинейной оптики. [c.12]

Другой легко осуществимый случай молекулярного рассеяния света наблюдается при исследовании некоторых растворов. В растворах мы имеем дело со смесью двух (или более) сортов молекул, которые характеризуются своими значениями поляризуемости а. В обычных условиях распределение одного вещества в другом происходит настолько равномерно, что и растворы представляют, собой среду, в оптическом отношении не менее однородную, чем обычные жидкости. Мы можем сказать, что концентрация растворенного вещества во всем объеме одинакова и отступления от среднего флуктуации концентрации) крайне малы. Однако известны многочисленные комбинации веществ, которые при обычной температуре лишь частично растворяются друг в друге, но при повышении температуры становятся способными смешиваться друг с другом в любых соотношениях. Температура, выше которой наблюдается такое смешивание, называется критической температурой смешения. При этой температуре две жидкости полностью смешиваются, если их весовые соотношения подобраны вполне определенным образом. Так, например, сероуглерод и метиловый спирт при 40 °С дают вполне однородную смесь, если взято 20 частей по весу сероуглерода и 80 частей метилового спирта. При более низкой температуре растворение происходит лишь частично, и мы имеем две ясно различимые жидкости раствор сероуглерода в спирте и раствор спирта в сероуглероде. При температурах выше 40 °С можно получить однородную смесь при любом весовом соотношении компонент. С интересующей нас точкй зрения критическая температура смещения характеризует такое состояние смеси, при котором особенно легко осуществляется местное отступление от равномерного распределения. Следовательно, при критической температуре смешения следует ожидать значительных флуктуаций концентрации и связанных с ними нарушений оптической однородности. Действительно, в таких смесях при критической температуре смешения имеет место очень интенсивное рассеяние света, легко наблюдаемое на опыте. [c.583]

Как показывает опыт, идеальные растворы первой группы (изофлюидные растворы) образуются главным образом при смешении изотопов элементов (например, и °Аг), а также при смешении молекул, содержащих различные изотопы одного и того же элемента (например, Н2О и DjO) при некоторых значениях температуры и давления. Следует, однако, отметить, что с понижением порядкового номера химического элемента возрастают отклонения смесей изотопов от идеальности. Так, жидкие растворы Нг и HD, Н2 и D2, Не и Не, а также орто- и юараводо-рода значительно отклоняются от закона Рауля. Изофлюидные (растворы образуются также некоторыми оптическими антиподами, например растворы d- и /-камфоры и др. [c.52]

Широко распространены также идеальные растворы второй группы. Они образуются при смешении многих оптических антиподов (например, раствор (i-хлор-яблочная кислота—/-хлор-яб-лочная кислота), стереоизомеров, структурных изомеров (например, орто-ксилол-пара-ксялол), соседей в гомологических рядах (например, гексан и гептан). [c.52]

Возможности таких волоконных световодов с низкими потерями привели не только к революции в области волоконно-оптической связи [14-17], но и к возникновению новой области науки-нелинейной волоконной оптики. Первые нелинейные явления (вынужденное комбинационное рассеяние и рассеяние Мандельштама-Бриллюэна) были экспериментально [18, 19] и теоретически [20] исследованы в одномодовых волоконных световодах еще в 1972 г. Эти работы стимулировали изучение других нелинейных явлений-оптически индуцированного двулучепреломления [21], параметрического четырехфотонного смешения [22, 23], фазовой самомодуляции [24, 25]. Важный результат был получен в 1973 г., когда было теоретически показано, что в оптических волокнах могут существовать солитоно-подобные импульсы, которые обусловлены совместным действием эффектов дисперсии и нелинейности [26]. Оптические солитоны позже наблюдались в эксперименте [27]. Их использование привело к большим успехам в области генерации и управления параметрами ультракоротких оптических импульсов [28-32]. В равной степени важное развитие получило использование оптических волокон для сжатия импульсов [33-36]. Были получены импульсы длительностью [c.10]

Нелинейные эффекты низшего порядка в оптических световодах возникают из-за восприимчивости третьего порядка, которая ответственна за такие явления, как генерация третьей гармоники, четырехфотонное смешение, нелинейное преломление [71]. Однако, если не созданы специальные условия фазового синхронизма, нелинейные процессы, связанные с генерацией новых частот (например, генерация третьей гармоники или четырехволновое смещение), в светоодах не эффективны. Большинство нелинейных эффектов в волоконных световодах возникают из-за нелинейного преломления (зависимости показателя преломления от интенсивности) как результат вклада х , т.е. показатель преломления световода становится равен [c.23]

В гл. 10 рассмотрены параметрические процессы, при которых происходит обмен энергиями между несколькими оптическими волнами без активного участия нелинейной среды. Параметрические процессы эффективно происходят, только когда выполнено условие фазового синхронизма. Эти условия относительно легко выполнить для нелинейного процесса четырехволнового смешения. И ему посвящена основная часть главы. Теория параметрического усиления следует из рассмотрения нелинейного взаимодействия четырех волн. Подробно обсуждаются экспериментальные результаты и способы получения фазового синхррнизма. Вслед за этим рассматриваются параметрическое усиление и его применения. Последний раздел [c.30]

Когда две и более оптические волны вместе распространяются по световоду, из-за нелинейности световода они могут взаимодействовать друг с другом. Вообще, в результате этого за счет таких эффектов, как вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама Бриллюэна, генерация гармоник, четырехволновое смешение, при определенных условиях могут возникать новые волны все эти процессы рассматриваются в гл. 8-10. В то же время нелинейность световода вызывает взаимодействие между распространяющимися волнами за счет эффекта, называемого фазовой кросс-модуляцией (ФКМ). ФКМ всегда сопровождается фазовой самомодуляцией (ФСМ) и возникает из-за того, что эффективный показатель преломления какой-либо волны зависит не только от интенсивности самой этой волны, но и от интенсивности других волн, распространяющихся с ней совместно [1, 2]. [c.172]

Параметрические процессы третьего порядка обусловлены взаимодействием четырех оптических волн и включают в себя явления генерации третьей гармоники, четырехволнового смешения и параметрического усиления [1-5]. Четырехволновое смешение достаточно интенсивно исследовалось [6-29], поскольку это довольно эффективный способ генерации новых частот. Его основные свойства следуют из рассмотрения нелинейной поляризации третьего порядка [c.282]

Четырехволновое смешение так же. как ВКР и ВРМБ, может использоваться в усилителях и генераторах. Такие устройства привлекают внимание в контексте явлений, связанных со сжатыми состояниями [33-43]. В данном подразделе речь пойдет о таких важных характеристиках параметрических усилителей, как коэффициент усиления и ширина полосы. Обсуждаются также вопросы применения параметрических усилителей для получения сжатых состояний и в оптической волоконной связи. [c.301]

В эксперименте путем введения оптического смешения при изменении 110тенциала коллектора удавалось вычитанием фона выделять равнояркие части изображения, а при К,>=190 В обращать его коптраст- [c.242]

Хотя описанный выше способ наблюдения изохроматических линий и даег легкий прием их построения, он не дает возможности надежного определения параметров этих линий, т. е. величины разности главных напряжений, так как наблюдаемая чувствительная окраска зависит от смешения бесконечно большого числа цветов, имеющих каждый свою собственную интенсивность, зависящую от своего собственного оптического коэффициента напряжения, а последний, как мы видели, связан с длиной волны сложным законом, значительно изменяющимся для различных веществ. [c.216]

К минимуму, так как отсутствует вертикальный параллакс. Такие голограммы записываются точно так же, как и обычные пропускаю-ш,ие голограммы, за исключением лишь того, что опорный пучок должен иметь по возможности плоский волновой фронт благодаря использованию либо большой коллимируюш,ей линзы, либо длинного оптического пути. Голограмма-оригинал после изготовления закрывается маской, оставляющей лишь узкую ш,ель, пригодную для наблюдения мнимого изображения. Затем действительного изображения, спроецированного со щелевой голограммы, изготавливается вторая голограмма (рис. 3). У этой второй голограммы отсутствует вертикальный параллакс, поскольку на ней записано только изображение, видимое через узкую щель на голограмме-оригинале. После восстановления второй голограммы белым светом наблюдается разделение (но не смешение) цветов в вертикальном направлении, поскольку каждое окрашенное изображение фактически представляет собой результат раздельного восстановления информации, содержащейся в узкой щели. Если для восстановления щелевой голограммы использовать цилиндрическую линзу, а для улучшения дифракционной эффективности применить отбеливание, то при освещении голограммы источником белого света можно наблюдать очень яркое изображение. Поскольку наблюда- [c.491]

В кристаллах LiNbOs и LiTaOs, легированных ионами меди и хрома, помимо пироэлектрического эффекта имеет место изменение макроскопической поляризации вследствие разницы в дипольных моментах основного и возбужденного состояний ионов примесей. Ацентричная полярная решетка поляризует примесные иопы. При возбуждении световым импульсом происходит изменение дипольного момента лигандов и окружающих ионов решетки вследствие перераспределения заряда примесного иона. Это явление обусловливает механизм оптическою смешения и выпрямления при частотах выше те, при которых реализуется пироэлектрический эффект. [c.304]

Изложена физика процесса усиления света, основанного на перераспределении интенсивности двух или нескольких когерентных световых пучков в результате самодифракции на записываемой ими динамической голографической решетке. На основе теории квазивырожденного четырехволнового смешения описаны свойства оптических генераторов, использующих этот тип усиления и способных генерировать пучки с исправленным либо обращенным волновым фронтом. Проведено детальное обсуждение результатов по их реализации, исследованшо и использованию в волоконной связи, гироскопах, в системах обработки информации, ассоциативной памяти и др. [c.2]

ЛАЗЕРЫ НА ДИНАМИЧЕСКИХ РЕШЕТКАХ Оптические генераторы на четьфехволиоиом смешении [c.2]

Так как спектры генерации и накачки вырождены, то появилась возможность максимальной интеграции в единой системе с обратной связью процессов вьшужденного излучения и нелинейного смешения волн. В главе 6 рассмотрены также гибридные (комбинированные) лазеры, которые содержат в общем резонаторе активную и нелинейную среды. Гибридные лазеры обладают рядом новых уникальных свойств, в том числе возможностью генерации пучков с дифракционной расходимостью на оптически несовершенных средах, само-свипирования длины волны излучения в диапазоне десятков нанометров с шагом дискретности до 10" нм ( ) и др. В главе 7 систематизированы и достаточно подробно проанализированы уже довольно многочисленные приложения лазеров на динамических решетках системы оптической связи через неоднородные среды и по многомодовым волокнам, логические и бистабильные элементы, оптические процессоры и системы нелинейной ассоциативной памяти, оптическая интерферометрия в спектральной области и са-моюсгирующиеся оптические интерферометры и тд. Приведенная полная библиография включает самые последние публикации 1987-1988 гг. В заключении рассмотрено место лазеров на динамических решетках среди других лазеров и проанализированы их предельные характеристики. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития этой новой области квантовой электроники. [c.7]

Описанный loia оптических генераторов называют лазерами на динамических решетках, или голографическими лазерами. С неменьшим основанием речь может идти о лазерах на четырехволновом смешении. Ниже эти названия будут использоваться на равных, так как они, с одной стороны, уже привились в литературе, а с другой — отражают двойственную природу этих необычных генераторов, возникших на стыке нелинейной оптики и динамической голографии [1,7]. Полное обсуждение их особенностей, достоинств и места среди других оптических генераторов, а также аргументация в пользу их отнесения, с определенными оговорками, к классу лазеров будут даны в заключении после рассмотрения всех их свойств. [c.11]

Отдельный раздел главы посвящен решению задачи о четырехволновом смешении в средах с локальным нелинейным откликом. Получено общее решение, учитывающее нарушение условия пространственного синхронизма. На примере записи лишь пропускающих решеток выполнен анализ характеристик генерации в различных оптических системах. [c.62]

Новые возможности nonjnieHHH когерентного излучения с заданными характеристиками, прежде всего пространственно-угловыми, открыло объединение лазера накачки и лазера на четырехволновом смешении в единую функциональную систему с обратной связью - гибридный лазер. Первоначально казалось, что фактически единственным реальным результатом использования в лазерах элементов на смешении волн будет зф-фективная генерация пучков с дифракционной расходимостью на оптически неоднородных активных средах [1]. Однако с течением времени становится все яснее, что возникающие при этом эффекты значительно разнообразнее, а зачастую и неожиданнее, например самосвипирование частоты генерации непрерывного гибридного лазера на красителях на десятки нанометров. [c.190]

В яоследнее время актуальной проблемой стала синхронизация нескольких лазеров (особенно полупроводниковых). Здесь также возможно успешное использование процессов четырехволнового смешения (рис. 6.6). На рис. 6.6а приведен вариант, когда для исключения нежелательной конкуренции между вторичными лазерами каждый из них имеет свой нелинейный элемент [20]. Если же с помощью дисперсионного резонатора сузить спектр излучения задающего лазера и уравнять оптические длины всех лазеров для снятия ограничений на длину когерентности излучения, то возможно использование только одного общего пассивного обращаю- [c.203]

Рис. 6.6. Схемы синхронизации нескольких лазеров с помощью четырехволнового смешения а - с независимыми обращающими зеркалами б — с общим пассивным обращающим зеркалом ПОЗ (ДР - автоколлимационная дифракционная рещетка оптические длины резонаторов от ПОЗ до ДР, 3 и 3, одинаковы) в - на двухпучковом энергообмене в нелинейном элементе,помещенном в резонатор Здг+1-Здг+2 управляющего лазера г - на пассивном обращающем зеркале с полулиней1ым резонатором НЭ - 3 д - на двойном обращающем зеркале

Эксперименталы1ые результаты. На всех приведенных схемах отсутствуют оптические вентили для предотвращения обратного воздействия излучения управляемого лазера на задающий лазер, как эго обычно делается в квантовой электронике. Однако именно с таким вентилем проводился один из первых экспериментов с двумя Аг -лазерами, которые синхронизировались по схеме на рис. 6.55 [21]. Излучение управляющего лазера, содержащего эталон для обеспечения длины когерентности ког 2 м, мощностью 40 мВт инициировало генерацию в кристалле BaTiOs с мощностью обращенного пучка 12 мВт. Второй такой же лазер, но без выходного зеркала располагался так, чтобы его оптическая ось проходила через область смешения волн под углом 150° к положительному направлению соси. [c.205]

Оптическая интерферометрия в спек1ральной области. Идея оптической интерферометрии в спектральной области на основе процессов четырехволнового смешения достаточно прозрачна создать такие условия, чтобы линейные перемещения одного из зеркал лазера на динамических решетках контролируемым образом изменяли частоту его генерации. Необходимым условием зтого является отсутствие в резонаторе нелинейных элементов, полностью обращающих фазу генерационных волн, так как в противном случае генерация остается вырожденной при любом положении обьиных зеркал ( 1.3). Далее, резонатор должен быть кольцевым, так как для линейного резонатора частота генерации нелинейно, а иногда и неоднозначно зависит от расстройки резонатора [10]. [c.217]

Основным источником ошибок, вызванных побочными явлениями, будут изменения оптических фаз, например, вследствие изменения среднего показателя преломления кристалла за счет оптического разрушения . По этой причине невозможно, в частности, использование в метрологических целях лазеров на кристаллах ниобата лития. При работе на малых смешениях, когда возрастает время измерений и pa Tjrr требования к механической стабильности системы, за счет добавления постоянного вклада небольшой компоненты локального отклика, например приложением внешнего электрического поля, можно смещать рабочую точку в диапазон больших частот [13]. [c.219]

Оптические гироскопы на четырехволновом смешении. Интересной областью применения процессов смешения волн стали оптические гироскопы, основанные на эффекте Саньяка, который заключается в возникновении добавочного фазового сдвига в лз 1а света при его распространении по замкнутой траектории во вращающейся системе [15] [c.219]

Замечательные свойства четырехволнового смешения - обращение волнового фронта и невырожденная генерация - позволили существенно улучшить характеристики оптических гироскопов обоих типов. Так, чувствительность гироскопа на интерферометре Саньяка можно повысить в 100 и более раз за счет перекачки фаз встречных пучков на динамических решетках, заш1санных в среде с керровской нелинейностью, помещенной в интерферометр [17]. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...