Эффекты пространственной и временной модуляций

Длительности световых импульсов, генерируемых современными лазерными системами, могут составлять всего несколько периодов световых колебаний. Линейное распространение таких импульсов даже в слабо диспергирующей, среде (вдали от резонансов) уже на весьма коротких расстояниях кардинально-отличается от привычного для оптики распространения волновых пакетов неизменной формы с групповой скоростью. Дисперсия среды может чрезвычайно сильно изменить форму коротких импульсов. При специальном подборе начальной фазовой модуляции импульса и знака дисперсии появляются возможности целенаправленного управления его формой, сильного сжатия импульса — фокусировки во времени. Явления, возникающие при распространении коротких световых импульсов в диспергирующей среде, во многом сходны с дифракционным распространением и преобразованием узких световых пучков. В ряде случаев между этими разнородными иа первый взгляд явлениями можно проследить точную пространственно-временную аналогию. Много практически важных задач связано с прохождением коротких световых импульсов через оптические приборы, взаимовлиянием дифракционных и дисперсионных эффектов. Большой их круг является предметом фурье-оптики волновых пакетов. [c.17]

Эффекты пространственной и временной модуляций. Обобщенное уравнение (1.1.14), описывающее распространение короткого светового импульса с учетом ограниченности его поперечных пространственных размеров и явления дифракции, имеет вид (в бегущей системе координат 2=2, t- t—zlu) [c.58]

При обсуждении обобщенной модели лазерного излучения (1.1.34) учитывалось, что часто справедливо соотношение (1.1.43). Для лазерного излучения с такими когерентными свойствами во многих случаях эффекты временной и пространственной когерентности можно рассматривать по отдельности. Объясняется это тем, что пространственные масштабы, на которых проявляются эффекты временной и пространственной модуляции, сильно различаются. В частности это было показано на примере вычисления значения [c.21]

Если синхронизация продольных мод приводит к генерации последовательности сверхкоротких световых импульсов (иначе говоря, к периодической модуляции генерируемой световой мощности во времени), то при синхронизации поперечных мод должно наблюдаться перераспределение генерируемой световой мощности в поперечном к оси резонатора направлении (иначе говоря, должна наблюдаться пространственная модуляция световой мощности). В отсутствие синхронизации поперечных мод ось светового пучка, генерируемого лазером, совпадает с оптической осью резонатора. В случае же синхронизации поперечных мод такое совпадение имеет место лишь в некоторые моменты времени синхронизация поперечных мод приводит к тому, что поперечное сечение генерируемого светового пучка зона генерации) начинает совершать периодические движения в плоскости зеркала с частотой 2, соответствующей разности частот синхронизованных мод. Этот эффект был впервые предсказан в [46] он подробно обсуждается в [47].. [c.278]

Из этого сравнения ясно, что в случае волн производная Хш родственна адиабатическому инварианту и что производные играют роль пространственных модуляций. Для волн нет необходимости в утечке энергии, поскольку модуляции по времени могут компенсироваться пространственными модуляциями. Однако, если среда неоднородна, имеется дополнительный эффект за счет параметров, аналогичных X. Тем не менее уравнение [c.488]

Понять физический механизм этого ограничения (обычно называемого условием Лайтхилла) проще всего, если рассматривать эффект самомодуляции не на пространственно-временном языке, а на спектральном, ограничиваясь анализом взаимодействия лишь трех волн осцилляторов, образующих волну с синусоидальной модуляцией. [c.418]

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]

Более серьезные последствия может вызвать перемешивание " возбужденных атомов (молекул) по длине резонатора. Если эти атомы движутся сами (или передают возбуждение другим атомам) с такой скоростью, что расстояния Х/2 преодолеваются за время, много меньшее времени релак-сатщи возбужденного состояния, пространственная модуляция практически исчезает. Такая ситуация имеет место в подавляющем бояышшстве газовых лазеров из-за наличия теплового движения атомов. В спурте многих твердотельных лазеров аналогичный эффект может быть достигнут путем перемешения активного элемента во время генерации вдоль оси резонатора с легко реализуемой скоростью ( лазер бегущей среды [118])- [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...