Вынужденное комбинационное рассеяние света

Использование в оптическом эксперименте лазерных источников света привело к открытию ряда явлений, не совместимых с принципом линейности. Практически одновременно с созданием первых лазеров были обнаружены такие нелинейные оптические явления, как генерация гармоник, сложение и вычитание частот световых потоков, вынужденное комбинационное рассеяние света, двухфотонное поглощение. Было ясно также, что сам лазер — это оптическая система, в которой важную роль играет эффект насыщения усиления света активной средой. Все это стимулировало бурное развитие теоретических и экспериментальных исследований нелинейного взаимодействия света с веществом, разработку методов практического использования нелинейных оптических явлений в науке и технике и привело, в частности, к возникновению нелинейной оптики. [c.298]

Руководствуясь данными табл. 7.20 и 7,21 при выборе материала для конкретных применений, необходимо иметь в виду их относительный характер, что требует в каждом случае дополнительного анализа, учитывающего, в частности, особенности режимов эксплуатации устройств. Кроме перечисленных пассивных нелинейных оптических явлений в веществе могут проходить и так называемые активные нелинейные оптические процессы. К ним относятся, например, процессы многофотонного поглощения, вынужденного рассеяния Мандельштама—Бриллюэна, вынужденного комбинационного рассеяния света и некоторые другие. Физической основой этих процессов является то обстоятельство, что вблизи резонансных частот взаимодействия восприимчивости приобретают комплексный характер. Детальное рассмотрение всей со- [c.239]

Вынужденное рассеяние звука (ВРЗ) в жидкости с газовыми пузырь ками [Заболотская, 1977, 1984]. В процессе рассеяния звука на пузырьках происходит раскачка их пульсаций и интенсивность рассеяния растет. Пусть все пузырьки имеют одинаковые радиус Ro и добротность Q вблизи резонансной частоты uiq. Этот случай аналогичен вынужденному комбинационному рассеянию света при взаимодействии с внутримолекулярными колебаниями, имеющими заданную резонансную частоту. Такая задача (в одномерной постановке) сводится к решению волнового уравнения [c.196]

При спонтанном эффекте комбинационного рассеяния рассеянное излучение, исходящее от различных молекул, некогерентно, даже если возбуждающий свет когерентен исходящий из различных точек кюветы свет не способен к интерференции. Наоборот, при эффекте вынужденного комбинационного рассеяния свет, рассеянный из какой-либо пространственной области и возбужденный пространственно когерентной лазерной волной, когерентен. Соответствующие интерференционные картины наблюдались при помощи оптических схем с двумя щелями при расстояниях между щелями порядка 1 мм. [c.203]

В мощных импульсах лазерного излучения наблюдается нелинейное явление, называемое вынужденным комбинационным рассеянием света. Оно возникает из-за обратного воздействия световой волны на молекулы среды. В неоднородном электрическом поле Е на молекулу с дипольным моментом р действует сила Р = = (р Ч) Е. Силы такого рода действуют и на части молекулы, так как всякая электрически нейтральная часть молекулы, состоящая, например, из ядра и электрона, обладает дипольным моментом. [c.618]

Тонкие диэлектрические пленки используются не только как пассивные элементы, предназначенные для передачи световых сигналов. Они применяются также как активные элементы (так называемые пленочные лазеры)-, кроме того, они используются для осуществления нелинейных взаимодействий световых волн — генерации оптических гармоник, параметрической генерации света, вынужденного комбинационного рассеяния света. В [73] отмечается, в частности, что использование тонкопленочных диэлектрических волноводов открывает путь к созданию миниатюрных лазерных устройств, оптических модуляторов, фильтров, параметрических генераторов и других элементов для систем связи с большой информационной емкостью, быстродействующих вычислительных устройств и для систем оптической обработки информации... Такая перспектива послужила основой для возникновения на стыке микроволновой техники и оптики новой области исследований — интегральной оптики . [c.245]

Совершенствование методов перестройки частоты генерации надолго останется актуальной задачей квантовой электроники. В последнее время для этой цели стало использоваться вынужденное комбинационное рассеяние света. Большими преимуществами обладают лазеры на красителях с распределенной обратной связью. Так называются системы, в которых нет зеркал, а роль резонатора выполняют интерференционные сгущения и разрежения, создаваемые в активном веществе двумя внешними лазерными потоками. Меняя угол между ними, легко изменять частоту генерируемого излучения. Такие системы могут иметь миниатюрные размеры и найти широкое применение в интегральной оптике. [c.124]

Теперь комбинационное рассеяние света является мощным методом исследования межмолекулярных и внутримолекулярных взаимодействий и строения молекул, а вынужденное комбинационное рассеяние света служит для преобразования частоты и других задач. [c.27]

В таких жидкостях, как сероуглерод, нитробензол, толуол, бензол и ацетон, вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна наблюдалось вместе с вынужденным комбинационным рас сеянием света, которое имеет в этих жидкостях более низкий порог. Напротив, для воды, четыреххлористого углерода и метанола при используемой интенсивности вынужденного комбинационного рассеяния света не наблюдалось. При указанных выше уровнях мощности прочные стеклянные сосуды Q жидкостями оставались [c.415]

Как -и в последнем случае, ВКР удобно характеризовать коэффициентом усиления as рассеянного света на единице длины. Рассуждая по аналогии со случаем вынужденного испускания, коэффициент усиления можно выразить через спектральную плотность спонтанного комбинационного рассеяния света. Несложные вычисления приводят к следующему выражению (см. упражнение 260) [c.855]

Еще в 30-х гг. XX в. было установлено, что комбинационное рассеяние света может происходить как спонтанно, так и вынужденно. Оценки показали, однако, что вероятность вынужденного рассеяния очень мала и его можно не учитывать. Интерес к этому явлению возник лишь после создания лазеров. [c.312]

В отличие от обычного рассеяния, при котором рассеянный свет имеет ту же частоту, что и первичный, при комбинационном рассеянии частота рассеянного света равна разности или сумме частот первичного света и внутримолекулярных колебаний. В первом случае имеет место стоксовый, а во втором — антистоксовый компонент рассеяния. При малых интенсивностях падающей волны происходит самопроизвольное — спонтанное комбинационное рассеяние, когда тепловые молекулярные колебания хаотичны, т. е. некогерентны. При больших интенсивностях лазерного луча, распространяющегося в нелинейных средах, под действием электромагнитного поля волны происходит когерентное возбуждение молекулярных колебаний частоты Q при этом, если частота первичного рассеиваемого света v, то рассеянный свет имеет частоту v = v — Q. Это так называемое вынужденное комбинационное рассеяние. [c.65]

В общем случае при вынужденном комбинационном рассеянии, когда интенсивность первичного пучка света достаточно велика, рассеянный когерентный свет может содержать как стоксовые, [c.65]

В некоторых спектральных исследованиях наличие высокой степени когерентности источника играет решающую роль, и такие явления, как гетеродинное биение, вынужденное комбинационное рассеяние, радиационное эхо и др., не могут быть наблюдены при обычном некогерентном источнике света, даже если он имеет высокую спектральную плотность, сравнимую с лазерным излучением. [c.218]

М. п. составляют физ. основу широкого круга разнообразных эффектов, проявляющихся в изменении характеристик эл.-магн. излучения, а также свойств и состояния вещества. К ним относятся многофотонное поглощение и испускание, многофотонная ионизация атомов и молекул, многофотонный фотоэффект, широкий класс процессов рассеяния света и т. п. Каждый фотон, возникающий при М. п., может испускаться либо спонтанно, либо под действием внеш. излучения. В соответствии с этим М. п. делятся на спонтанные и вынужденные (индуцированные), такие, как спонтанное и вынужденное рассеяние света, спонтанное и вынужденное многофотонное излучение (см. также Комбинационное рассеяние света, Мандельштама — Бриллюэна рассеяние). [c.167]

За 20 лет существования нелинейной волоконной оптики были достигнуты большие успехи как в решении прикладных задач квантовой электроники, так и в изучении фундаментальных физических явлений. Такие нелинейные процессы, как параметрическое усиление, вынужденное комбинационное рассеяние и вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна, успешно используются в создании и разработке волоконных лазеров, усилителей и преобразователей параметров излучения. В волоконных световодах изучаются сжатые состояния света, генерация и распространение оптических солитонов, явление фоточувствительности стекла. [c.5]

Обращение волнового фронта при записи безопорных динамических голограмм в средах, в которых происходит вынужденное рассеяние света на звуке, представляет собой, по-видимому, лишь одно из проявлений общего свойства вынужденного рассеяния. В частности, обращенную волну наблюдали Соколовская и др. [45] в экспериментах со средами, способными к вынужденному комбинационному рассеянию. Однако в этом случае обращенная волна претерпевает существенные изменения, обусловленные тем, что этот вид вынужденного рассеяния претерпевает сильный частотный сдвиг, т. е. длина волны обращенного излучения значительно отличается от длины волны падающего. [c.721]

При увеличении интенсивности возбуждающего света возникает вынужденное комбинационное рассеяние света. Оно обусловлено тем, что возникшее в результате рассеяния излучение на комбинационных частотах в свою очередь становится возбуждающим излучением, которое действует на молекулы рассеивателя. Благодаря этому в молекулах происходит раскачка колебаний, приводящая к усилению пербизлучения на комбинационных частотах. Если рассмотреть этот процесс в классической модели излучения по этапам, то он развивается следующим образом. Суммарное электрическое поле падающей и рассеянной волн вызывает поляризацию молекулы, а возникающий при этом дипольный момент молекулы пропорционален суммарной напряженности электрического поля падающей и рассеянной волн, т. е. колеблется с соответствующей комбинационной частотой. Благодаря этому потенциальная энергия взаимодействия ядер в молекуле изменяется на величину, пропорциональную произведению дипольного момента на квадрат суммарного электрического поля. [c.267]

Физика рассеяния основные уравнения. Вынужденное рассеяние света связано с обусловленной оптической нелинейностью среды фа-зировкой элементарных возбуждений в поле мощной световой волны. Особенно просто пояснить суть возникающих явлений на примере вынужденного комбинационного рассеяния света (ВКР) на внутримолекулярных колебаниях. Классическая теория ВКР основывается на учете зависимости электронной поляризуемости молекулы х от кон- [c.135]

Если бы мы продолжили вычисления, то в следующих приближениях получили бы комбинационные колебания с частотами, определяемыми общей формулой m i луа> mema п — любые целые числа. Интенсивность комбинационных колебаний в общем случае тем меньше, чем меньше отношение a/fe и чем больше числа m И я. Однако в тех случаях, когда частота какого-нибудь комбинационного колебания оказывается достаточно близкой к частоте собственных колебаний системы, амплитуда такого комбинационного колебания благодаря резонансу может резко возрасти и оказаться сравнимой с амплитудой простых вынужденных колебаний. Теория вынужденных комбинационных колебаний играет важную роль в радиотехнике и акустике, в теории молекулярных спектров и теории вынужденного комбинационного рассеяния света. [c.235]

Вопрос о теоретическом объяснении вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна рассматривался и в других работах, которые посвящены главным образом объяснению вынужденного комбинационного рассеяния света [608, 618, 619]. В дальнейшем изложении мы будем в основном следовать Ахманову и Чинь Донг-А [615—617]. [c.418]

В ряде специальных опытов Гул нано [629] убедительно показано, что причина разрушения прозрачного диэлектрика в генерации интенсивной гиперзвуковой волны, вызывающей вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, а не во взрывной волне, возникающей в плазме. Разрушение не может быть объяснено световым давлением или оптическими фононами, возникающими в результате вынужденного комбинационного рассеяния света [628]. Хотя опыты Гулиано представляются нам довольно убедительными, следует указать, что на механизм разрушения существует и другая точка зрения. [c.434]

Другой метод получения перестраиваемого излучения в ИК области состоит в использовании вынужденного комбинационного рассеяния света. Ширина комбинационных резонансов в ТВ. телах во много раз меньше ширины разрешённых переходов. Поэтому несмотря на то, что в основе комбинационных лазеров лежат вз-ствия, основанные на кубич. нелинейности, их эффективность достаточно велпка. [c.499]

Стимулированный аналог спонтанного комбинационного рассеяния, называемый вынужденным комбинационным рассеянием (или, сокращенно, ВКР), также заключается в исчезновении фотона Лео и испускании фотона ЙЫ5, но вероятность этого процесса пропорциональна плотности потока и возбуждающего (/) и рассеянного излучения. Благодаря этому процессу, рассеянное излучение с частотой 0)5 усиливается в рассеивающей среде по экспоненциальному закону, подобно усилению света в среде с инверсной заселенностью уровней в результате эйнщтейновского вынужденного испускания (см. 223). [c.855]

Важным классом нелинейных оптич. эффектов явля-шся процессы вынужденного рассеяния (ВР), в к-рых моБДная световая волна индуцирует когерентные элементарные возбуждения в среде (оптич, и акустич, фононы, поляритоны, температурные волны и т. п.) и когерентно рассеивается на них. Каждому виду спонтанного рассеяния света соответствует вынужденный аналог (см. Вынужденное рассеяние света, Комбинационное рассеяние света). [c.303]

Важный класс О. н. ч. составляют преобразователи, использующие вынужденное комбинац. рассеяние света (см. Вынумденпое рассеяние света) — взаимодействие световых волн и фононов оптич. частоты на кубич. нелинейности среды, приводящее к преобразованию из.дучения лазера с частотой ш в волны с частотами ЛГ 2, где Й — одна из собств. частот молекулярных колебаний среды (стоксов сдвиг), N -- 1, 2, 3,. .. Эффективность таких О. п, ч. может быть весьма высока (см. Комбинационный лазер). [c.448]

Идею метода проще всего пояснить на примере когерентной антистоксовой спектроскопии комбинационного рассеяния света основные физические представления по существу очень близки к развитым в предыдущем параграфе. В отличие от вынужденного комбинационного рассеяния для спектроскопических целей используется контролируемое возбуждение внутримолекулярных колебаний с помощью бигармони-ческой накачки стоксова волна приходит на исследуемую среду от внешнего источника, а интенсивность накачки выбирается ниже порога вынужденного рассеяния. [c.146]

Параметрическая генерация света является одним из частных случаев плавного нелинейно-оптического преобразования спектра вынужденного излучения путем его вторичной генерации в резонаторе, содержащем соответствующую нелинейную среду [115—119]. К числу наиболее распространенных систем такого типа относятся комбинационные лазеры. Они генерируют излучение с частотами Vr = Vн + йvкoл, где v — частота излучения накачки Укол — частоты собственных колебаний среды, на которых происходит комбинационное рассеяние света k — целое число. [c.246]

Смотреть страницы где упоминается термин Вынужденное комбинационное рассеяние света : [c.223] [c.422] [c.197] [c.618] [c.619] [c.412] [c.462] [c.313] [c.314] [c.268] [c.391] [c.421] [c.9] [c.25] [c.140] [c.853] [c.120] [c.124] [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...