Самофокусировка света

Высокая мощность лазерного излучения позволяет использовать в ОНК нелинейные оптические явления, в том числе параметрическую перестройку частоты излучения, самофокусировку света, активную спектроскопию когерентного рассеяния и др. Становится возможным активный оптический контроль, когда дефектные места объекта (дефекты топологии ИС и т. п.) могут локально удаляться испарением под действием луча ОКГ. [c.52]

В 1965 впервые наблюдалась самофокусировка света, зарегистрированы поперечные нелинейные взаимодействия в нелинейной среде дифракционная расходимость мощного светового пучка подавляется нелинейной рефракцией, обусловленной нелинейной добавкой к показателю преломления (Ап = Лд/, [c.293]

Нелинейная рефракция, приводящая к пространственной самофокусировке света, сдерживается дифракцией. Баланс нелинейной рефракции и дифракции достигается при полной мощности трёхмерного пучка [c.302]

Здесь А— комплексная амплитуда поля, Яд— линейная часть показателя преломления среды, — отри-цат. нелинейная добавка к показателю преломления, конкретный Вид К-рой зависит от механизма нелинейности среды. Если нелинейная добавка к показателю преломления положительна п >0), то вместо дефокусировки развивается самофокусировка света. [c.407]

В [29] на основе измерения нелинейной поляризуемости воздуха показано, что вклад электронного механизма в нелинейную поляризацию воздуха пренебрежимо мал, а значение константы 82 для воздуха равно 5-10 ед. СГСЭ. Для пучков гауссова типа и платообразных пучков эффект Керра приводит к самофокусировке света, предсказанной в [9], экспериментально обнаруженной в [67] и детально исследованной в [5, 38, 58]. [c.13]

В этом случае формируется стабильный световод, по своему действию подобный элементу волоконной оптики. (Таким путем пытаются объяснить также образование нитей, в которых после самофокусировки свет при известных условиях представляется захваченным.) Из [c.198]

С практической точки зрения самофокусировка света играет важную роль в возникновении пробоя оптических материалов, что, в частности, ограничивает предельную мощность излучения в мощных лазерных системах, используемых в экспериментах по лазерному управляемому термоядерному синтезу. Самовоздействие коротких лазерных импульсов, распространяющихся в оптическом волокне, вызывает появление фазовой самомодуляции, которая в последние годы широко используется для сжатия световых импульсов до предельно малых длительностей, не превышающих нескольких периодов световой волны [7] (см. также 1.5). [c.185]

Рис. 4. Изменение хода лучей и самофокусировка света в среде с показателем преломления п, зависящим от интенсивности света стрелками показан ход лучей пунктир — поверхности постоянной фазы сплошная линия — распределение интенсивности света.

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]

Рис. 36.5. Самофокусировка интенсивного пучка света в нелинейной среде

М, А. Миллер, Г. В. Пермитин. ВОЛНОВОЙ КОЛЛАПС — явление самопроизвольной концентрации (обычно с последующей диссипацией) волновой энергии в малой области пространства. Может иметь место при распространении разл. типов волн в средах с достаточно высоким уровнем нелинейности. Часто происходит взрывным образом (за конечное время). Примером В. к. является образование в результате эффекта самофокусировки- света точечных фокусов, сопровождающих распространение интенсивных лазерных импульсов в прозрачном диэлектрике, открытое в 1965, В 1972 теоретически предсказан коллапс ленг-мюровских волн в плазме, обнаруженный затем экспериментально. Впоследствии были теоретически изучены коллапсы волн разл. типов в плазме (эл.-магн.,, - геликонных), а также коллапс звуковых волн и др. [c.313]

Нелинейные нвл i ин наблюдаются и при рассеянии мощных лазерных импульсов. При этом в среде возникает мощное когерентное излучение, сдвинутое но частоте по отношению к псрвпчш.ш импульсам (см. Вынужденное рассеяние света). Ре.чультатом иел н[ ей-ных взаимодействий лазерного излучения с веществом являются самофокусировка света, лазерная искра и др. [c.320]

В радиолокации и радиоастрономии М. к. используют для обнаружения целей и определения их важнейших геом. (размеры, конфигурация) и физ. (теип-ра, плотность, диэлектрич. проницаемость и т. п.) параметров. Для физ. сред характерно появление естеств, модуляции, возникающей при воздействии маги, или электрич. полей на излучающие материальные среды (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), при рассеянии света на колебаниях кристаллич. решётки твёрдых тел Мандельштама — Бриллюэна рассеяние) и т. д. Понятие естеств, модуляции распространяют также на волны. Так, напр., волновой пучок достаточной интенсивности может изменять параметры среды и, как следствие, модулировать свою плотность (см. Самофокусировка света). При распространении волн в нелинейных диспергирующих средах (жидкостях, плазме) возникает явление автомодуляции волн, связанное с разл. видами неустойчивости волн по отношению к НЧ-пространственно-временныи возмущениям, Естеств. модуляция находит практич. приложение в радио- и оптич. спектроскопии для диагностики параметров разнообразных среД в нелинейной оптике для формирования мощных световых потоков в акустике и др. областях прикладной физики. Способы практич. реализации М. к. связаны, как правило, с нелинейными устройствами, параметры к-рых (в радиотехнике, напр,, это ёмкость, сопротивление в акустике — плотность, и т. п.) можно изменять во времени в соответствии с законом модуляции. Техн. устройства, реализующие М. к., наз. модуляторами. [c.178]

Наряду с взаимодействием волн в Н. с. важную роль играют эффекты самовоздействия. Если в Н. с, в силу особенностей дисперсионных характеристик условия трёхволнового взаимодействия не выполнены, то наиб, существенным является самовоздействие квазимонохроматич. волны. Оно возникает, напр., при распространении эл.-магн. волны в среде с показателем преломления, зависящим от интенсивности поля. В частности, пучок света в такой среде формирует неоднородное поперёк пучка распределение показателя преломления, подобное линзе, что в свою очередь может приводить к его фокусировке — происходит самофокусировка света. Аналогично возникают самомодуляция квазимонохроматич. волн в направлении их распространения и самосжатие волновых пакетов, приводящее к образованию стационарных волн огибающих нелинейных волновых пакетов, в т. ч. солитонов. [c.313]

Даже если линеаризация Н. у. м. ф. возможна, с точки зрения физики исключительно важны существенно нелинейные решения, качественно отличающиеся от решений линейных ур-ний. Такими могут быть стационарные решения солитонного типа, локали-эованные в одном или неск. измерениях (см. Солитон), или решения типа волновых коллапсов, описывающие са. юпро-извольную концентрацию энергии в небольших областях пространства (см. также Самофокусировка света). Существенно нелинейными являются и стационарные решения ур-ний гидродинамики. Весьма важен вопрос об устойчивости существенно нелинейных решений, в т. ч. гидродинамич. течений и солитонов, к-рый решается либо при помощи линеаризации Н. у. на фоне изучаемых решений, либо при помощи вариац. оценок. [c.314]

Нелинейные эффекты могут проявляться как само-воадействие волны и как взаимодействие волн между собой. Самовоздействие мощной волны приводит к изменению её поглощения и глубины модуляции. Поглощение мощной радиоволны нелинейно зависит от её амплитуды. Частота соударений V с увеличением темп-ры электронов может как расти (в ниж. слоях, где осн, роль играют соударения с нейтральными частицами), так и убывать (при соударении с ионами). В первом случае поглощение резко возрастает с увеличением мощности волны ( нас щенпе поля в плазме). Во втором случае поглощение падает (т. н. просветление плазмы для мощной радиоволны). Из-за нелинейного изменения поглощения амплитуда волны нелинейно зависит от амплитуды падающего поля, поэтому её модуляция искажается (автомодуляцня и демодуляция волны). Изменение п в поле мощной волны приводит к искажению траектории луча. При распространении узконаправленных пучков радиоволн это может привести к самофокусировке пучка аналогично самофокусировке света и К образованию волноводного канала в плазме. [c.260]

Обусловленные нелинейностью показателя преломления эффекты самовоз-действия универсальны — они проявляются при распространении мощного лазерного излучения в газах, жидкостях и твердых телах. Интенсивное изучение различных аспектов самовоздействий световых пучков и импульсов, стимулированное открытием самофокусировки света, было начато в середине 60-х годов. Несомненно, физика самовоздействий и по сей день один из наиболее бурно прогрессирующих разделов нелинейной оптики. Именно при исследовании самовоздействий нелинейная оптика столкнулась с проявлением сильных нелинейных эффектов — временной и пространственной бистабильностью, генерацией структур, оптической турбулентностью — генерацией световых полей, не имеющих даже отдаленных аналогов в линейной оптике. [c.67]

Следует отметить принципиальную возможность термоакустического механизма самофокусировки света в аэродисперсной среде [33, 34, 39]. Механизм может реализоваться в случае (4.50) для подобного гауссову пучка в интервале времен при им- [c.141]

Влияние эффекта самофокусировки света. Процесс генерации сверхмощных световых импульсов может сопровождаться дополнительными нелниейно-оптическими эффектами н, в частности, эффектом самофокусировки света. Экспернмеитально обнаружено изменение временной структуры сверхкоротких световых импульсов в неодимовых лазерах, которое может быть объяснено влиянием самофокусировки излучения в активном элементе (см., напрнмер, 1127]). Обратимся в связи с этим к рис 3.53. Кривая 1 описывает форму светового импульса, которую он имел бы в отсутствие самофокусировки. Прямая АА фиксирует уровень мощности, отвечающий порогу эффекта самофокусировки. Когда мощность импульса в процессе его генерации достигает этого порога, проявляется самофокусировка излучения, вследствие чего возрастают потерн — световой пучок начинает рассеиваться через боковую поверхность активного элемента (см. правую часть рисунка). Указанные потери максимальны для наиболее интенсивной части светового импульса в результате образуется провал в той части импульса, которая должна была соответствовать максимуму его интенсивности. Поэтому реализуемая форма светового импульса описывается не кривой 1, а кривой 2 (см. рисунок). [c.385]

Самофокусировка света. Самовоздей ствия. При мощности светового пучка превышающей нек-рое критич. значе ние в среде, вместо обычно [c.460]

На рис. 18.4 изображены световые пучки, распространяющиеся в жидкости при различных мощностях света на входе. Мощности варьируются светослабителями Ф. Как следует из рис. 18.4, а—г, при больших мощностях, согласно вышеизложенным теоретическим представлениям, происходит самофокусировка, в то время как при слабых М0Щ1ЮСТЯХ имеем дело с расходящимися пучками. [c.401]

Возникшая как самостоятельный раздел оптики в начале 60-х годов (после появления лазеров) нелинейная оптика объединяет обширный круг явлений, обусловленных зависимостью параметров среды [коэффициенты поглощения k(v) и преломления n(v)] от интенсивности проходящего света. Оставим пока в стороне вопрос о нарушениях закона Бугера, связанных с у1сазанной зависимостью коэффициента поглощения k v) от напряженности электрического поля, и обратим внимание на свойства коэффициента преломления n(v), проявляющиеся в сильных полях. В таком изложении основ нелинейной оптики легче будет отделить классические эффекты (самофокусировка излучения, преобразование частоты света со всеми вытекающими отсюда последствиями) от квантовых, рассмотрение которых требует введения понятия фотона и других, более сложных представлений (см. 8.5). [c.168]

Из полученного значения < п> > пп сразу следует возможность самофокусировки лазерного излучения, предсказанной Г. Г. Аска-рьяном в 1962 г. и вскоре обнаруженной в эксперименте. Действительно, равенство (4.52) показывает, что если через какую-либо среду (твердое тело или жидкость с определенными свойствами ) проходит интенсивный пучок света, то он делает эту среду неоднородной — в ней как бы образуется некий канал, в котором показатель преломления больше, чем в других ее частях. Тогда для лучей, распространяющихся в этом канале под углом, большим предельного, наступает полное внутреннее отражение от оптически менее плотной среды ( см. 2.4) и наблюдается своеобразная фокусировка излучения. Наиболее интересен случай, когда подбором входной диафрагмы для данного вещества удается установить такой диаметр канала 2а, что дифракционное уширение >L/(2a) (см. 6.2) компенсирует указанный эффект и в среде образуется своеобразный оптический волновод, по которому свет распространяется без расходимости. Такой режим называют самоканализацией (самозахватом) светового пучка (рис. 4.21). Весьма эффектны такие опыты при использовании мощных импульсных лазеров, излучение которых образует в стекле тонкие светящиеся нити. Однако в газообразных средах самофокусировка не имеет места, что существенно ограничивает возможность использования этого интересного явления. [c.169]

Если 0диф>0о, часть дифрагированных лучей выходит из цилиндрического пучка света, т. е. пучок расширяется. При 0диф<0о все дифрагированные лучи испытывают полное отражение от боковой поверхности цилиндрического пучка. Так как в реальных условиях ограниченный по фронту световой пучок всегда имеет большую интенсивность на оси, то показатель преломления согласно (36.20) также будет иметь большую величину на оси пучка и убывать к его периферии. Вследствие этого лучи в пучке будут искривляться, пучок начнет сжиматься и может превратиться в узкий световой канал, т. е. произойдет самофокусировка пучка (рис. 36.5, б). Далее световой пучок распространяется внутри этого канала, обеспечивая сам себе своеобразный оптический волновод. Такой режим распространения светового пучка называется самоканализацией. В этом случае 0диф 0о, т. е. дифракционные явления полностью подавляются. [c.310]

Смотреть страницы где упоминается термин Самофокусировка света : [c.398] [c.428] [c.72] [c.306] [c.657] [c.260] [c.302] [c.311] [c.419] [c.425] [c.410] [c.415] [c.496] [c.134] [c.236] [c.194] [c.201] [c.893] [c.821] [c.241] [c.239] [c.246]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...