Оптическое переходное излучение

Теоретическое обнаружение рентгеновского переходного излучения (РПИ) [59.4, 59.5] в значительной мере разрешило упомянутые выше трудности, связанные с использованием оптического переходного излучения. Благодаря линейной 7-зависимости РПИ, образуемого на границе раздела полубесконечной среды с вакуумом, и значительно более короткой длине волны излучения появилась реальная возможность для использования явления РПИ в физике частиц высоких энергий. На сегодняшний день РПИ фактически дает единственный недеструктивный способ идентификации ультрарелятивистских частиц. Этим и обусловлено начатое [c.12]

Помимо упомянутой статьи Франка [65.1] обзор экспериментальных результатов по оптическому переходному излучению содержится также в книгах [69.1, 72.2] и в докладе Юаня [73.2, с. 334], о котором говорилось в предыдущем разделе в связи с рентгеновским переходным излучением. В этом докладе приведен перечень теоретических положений, подтвержденных экспериментально. В частности, в этот перечень входит и логарифмическая зависимость полной интенсивности оптического переходного излучения от энергии частицы. [c.21]

Оптическое переходное излучение [c.41]

Таким образом, частотная интенсивность оптического переходного излучения [c.43]

Из (1.60) видно, что, как и в случае оптического переходного излучения (п. 1.7), вклад малых углов ( <7" ) в интенсивность РПИ имеет весьма резкую - -зависимость. Этот вклад пропорционален при 1 <11—е] и 7 при При уве- [c.44]

В пионерской работе Гинзбурга и Франка [45.1] был рассмотрен случай перпендикулярного пролета заряженной частицы через плоскую границу раздела двух однородных сред. Было показано, что при этом возникает излучение, названное авторами переходным, которое в основном сосредоточено в оптической области частот, если рассматривать ту его часть, которая испускается в заднюю полусферу (назад) относительно направления движения частицы. Спектральная интенсивность излучения в этом случае с увеличением лоренц-фактора частицы (отношения полной энергии к энергии покоя) растет по логарифмическому закону. Следовательно, измерение интенсивности переходного излучения в принципе дает новый способ определения лоренц-фактора частицы высоких энергий. [c.11]

Для описания процесса образования переходного излучения быстрой заряженной частицей в аморфных средах будем использовать классическую макроскопическую электродинамику. В области длин волн, намного превышающих атомные размеры, т. е. в оптической и радиоволновой областях, использование классической макроскопической электродинамики естественно и правомерно. В области же рентгеновских и более высоких частот правомерность использования макроскопической электродинамики обусловлена тем, что для излучения вперед зона формирования (см. п. 1.5) является макроскопической величиной. При этом если не рассматривать слишком высокие частоты, то квантовые процессы превращения излучения в частицы не играют большой роли, и электромагнитные поля можно считать классическими. Кроме того, частица теряет ничтожную долю своей энергии на переходное излучение, и поэтому движение частицы можно также считать классическим и заданным. [c.24]

Переходное излучение, испускаемое в этом случае, для краткости иногда будем называть оптическим . Частотно-угловое распределение интенсивности при -(>1 и ><1 (формула (1.47)) с учетом (1.49) принимает простой вид [c.41]

Рис. 1.3. Угловая зависимость интенсивности оптического переходного и черенковского излучений (при заданной частоте), испускаемых частицей вперед при пересечении границы среда-вакуум ( =1,6 е"=0,01). Максимумы справа (при г 0,545 и 0,875 рад) соответствуют черепковскому излучению (при 7=2 и 7>10), а максимумы при <0,05 рад—переходному излучению. Числа у кривых указывают значение лоренц-фактора частицы

Если же рассматривать частоты, намного превышающие атомные (т. е. если имеет место (1.57)), то из-за малого значения коэффициента отражения интенсивность (1.95) (или (1.96)] резко падает. Таким образом, мы приходим к выводу, что переходное излучение назад имеет место в основном в области оптических и более низких частот, в то время как вперед испускается также и РПИ. [c.54]

В предыдущих разделах теория переходного излучения рассматривалась на основе классических уравнений Максвелла. Представляет интерес дать квантовую теорию этого явления, в которой учитывалась бы отдача пролетающей быстрой заряженной частицы. В случае излучения Вавилова—Черенкова феноменологическая квантовая теория, которая была построена в работах Гинзбурга [40.1], Соколова [40.2], Рязанова [57.6] и др. (см. обзоры [57.7, 59.8]), дает небольшую поправку к обычной формуле. Это обусловлено тем, что черепковское излучение в основном является оптическим и поэтому вызванная им отдача частицы весьма незначительна. [c.161]

Твердотельные и жидкостные лазеры. Активной средой твердотельных лазеров являются кристаллы и стекла, содержащие в качестве активных примесей ионы переходных металлов (например, Сг), редкоземельных элементов (например, N l), актинидов (например, U). К ним предъявляются требования высокой прозрачности, однородности свойств, механической прочности и стойкости к излучению. Основным способом энергетической накачки является оптический. В качестве примера приведем лазеры на рубине и на алюмо-иттриевом гранате. [c.341]

С открытием лазеров как источников коротких импульсов излучения в оптическом диапазоне электромагнитных волн появилась возможность наблюдения фотонного эха [67], являющегося оптическим аналогом спинового эха, а также свободного распада электронной поляризации [68] и других эффектов [69-71], обусловленных сложением фаз, т. е. когерентностью атомного ансамбля. Как мы увидим ниже, эволюция во времени недиагональных элементов матрицы плотности примесного центра определяет свободное затухание поляризации, различные типы фотонного эха и некоторые другие нелинейные явления. Эти эффекты получили название переходных. Их можно наблюдать лишь после возбуждения образца достаточно короткими световыми импульсами. Среди переходных эффектов наибольший интерес в настоящее время вызывает фотонное эхо, превратившееся в главный инструмент для исследования фазовой и энергетической релаксации электронных состояний примесных центров в твердых растворах. Достижениям теории в области описания фотонного эха и посвящена в основном данная глава. [c.195]

Порядок изложения материала в данной книге соответствует рассмотрению лазера (на что мы указывали выше в этой главе) как устройства, состоящего из следующих трех основных элементов 1) активной среды, 2) системы накачки и 3) подходящего резонатора. Поэтому следующие три главы посвящены соответственно взаимодействию излучения с веществом, процессам накачки и теории пассивных оптических резонаторов. Общие представления, данные в этих главах, используются затем в гл. 5 при рассмотрении теории непрерывного и переходного режимов работы лазеров. Теория развивается в рамках приближения низшего порядка, т. е. на основе скоростных уравнений. Такое рассмотрение действительно позволяет описать большинство характеристик лазера. Очевидно, лазеры, в которых применяются разные активные среды, существенно различаются по своим характеристикам. Поэтому естественно, что следующая глава (гл. 6) посвящена обсуждению характерных свойств отдельных типов лазеров. К этому моменту читатель уже будет достаточно подготовлен к тому, чтобы понять принцип действия лазера и перейти к изучению характерных свойств выходного лазерного пучка (когерентности, монохроматичности, направленности, яркости, шумовых характеристик). Эти свойства мы [c.23]

Мощность излучения во время пульсаций, особенно в первых пиках переходного процесса, может в несколько десятков раз превосходить средний уровень [41]. Длительность пиков оказывается малой и составляет около 1 мкс. Этот факт необходимо учитывать при использовании импульсных лазеров, особенно там,, где существует опасность прогорания оптических поверхностей и элементов. [c.130]

Сварное соединение просвечивается с помощью рентгеновского аппарата. Рентгеновское излучение проходит через электронно-оптический преобразователь, состоящий из вакуумированной трубки, внутри которой со стороны, обращенной к источнику излучения (рентгеновскому аппарату) и просвечиваемому изделию, укреплен тонкий алюминиевый экран, покрытый флюоресцирующим слоем. На этот слой нанесен светочувствительный слой — фотокатод (такой же, как в обычных телевизионных трубках). С другой стороны электронно-оптический преобразователь имеет диафрагму и усиливающий экран. С такого преобразователя через переходную оптику сигналы поступают на передающую телекамеру и на телевизор. Такой метод контроля позволяет резко увеличить производительность труда оператора. При этом можно не только визуально наблюдать внутреннее состояние просвечиваемого изделия, но и фотографировать его при помощи фото- или киноаппарата. Управление такой установкой осуществляется с пульта управления. [c.206]

Таким образом, существование теплового излучения мало сказывается на параметрах газа за фронтом ударной волны не слишком большой амплитуды. Другое дело — влияние излучения на внутреннюю структуру переходного слоя между начальным и конечным термодинамически равновесным состояниями газа, т. е. на строение самого фронта ударной волны. Здесь роль излучения в волнах больших (но представляющих реальный интерес) амплитуд оказывается чрезвычайно существенной и, более того, именно лучистым теплообменом определяется структура фронта. Задача о структуре фронта ударной волны с учетом лучистого теплообмена, которой посвящены 14—17 этой главы, была рассмотрена авторами в работах [42, 47—49]. Хотя поток излучения, уходящий с фронта волны на бесконечность , весьма мал и не оказывает никакого энергетического влияния на параметры ударной волны, тот факт, что он существует, имеет огромное значение, так как позволяет наблюдать волну оптическими методами. Вопрос о свечении ударной волны и яркости поверхности фронта тесно переплетается с вопросом о структуре фронта. Он будет рассмотрен в гл. IX. [c.408]

Для оптики типичной является ситуация наличия границ раздела сред, то есть поверхностей, на которых значения параметров 8, 1, а изменяются скачком. Строго говоря, производные, входящие в уравнения (1.1)-(1.4), в точках, принадлежащих этим поверхностям, не определены. Для анализа процесса распространения оптического излучения через границу сред необходимо пользоваться граничными условиями для электромагнитного поля. Они могут быть получены из уравнения Максвелла в предположении, что на границе существует тонкий переходный слой, в пределах которого параметры сред изменяются непрерывно. Если толщину переходного слоя устремить к нулю, можно смоделировать резкое изменение характеристик среды на пути распространения электромагнитного излучения. [c.28]

Интересны быстропротекающие переходные оптические эффекты, возникающие при скачкообразном изменении амплитуды излучения накачки Эффект оптических нутаций заключается в. затухающих осцилляциях излучения на [c.295]

Рассмотрим, как переходное время влияет на характеристику диода при синусоидальной модуляции оптического излучения [c.323]

Как известно, полные потери энергии частицы состоят из потерь на излучение и ионизационных потерь. При больших значениях лоренц-фактора ионизационные потери на единицу длины пути в бесконечной (или полубесконечной) среде не зависят от 7 (эффект плотности Ферми). В той же работе [59.4] Гарибяном было найдено, что в пластине, толщина которой мала по сравнению с некоторой критической величиной (имеющей порядок зоны формирования оптического переходного излучения в веществе), эффект плотности в ионизационных потерях отсутствует (см. также [81.1]). [c.12]

Переходное излучение нерелятивистских протонов экспериментально исследовалось Зреловым и Ружичкой [75.20]. Аналогичные исследования для релятивистски частиц проведены в США группой Юаня [67.9, 68.7]. Оптическое переходное излучение релятивистских электронов исследовалось экспериментально и использовалось для диагностики пучка ускоренных частиц во Франции группой Вартского [73.20, 73.21, 75.21, 75.22]. [c.21]

Гурзадяном [72.27, 73.27, 75.23] рассмотрена возможность образования оптического переходного излучения в астрофизических условиях, в частности, в пекулярных туманностях. [c.23]

Оптические свойства П. Соотношения между амплитудой, фазой и поляризацией падающей, отражённой и преломлённой на П. световых волн определяются Френеля формулами. У П. образуются связанные состояния фотонов с поверхностными оптич. фононами, пла.э-монами и др. дипольно-активными квазичастицами, наз. поверхностными поляритонами. Анализ их характеристик лежит в основе одного из перспективных оптич. методов исследования П. Интенсивность комбинационного рассеяния света на молекулах, адсорбированных на металлах, в ряде случаев значительно выше (в 10 —10 раз), чем на тех же молекулах в объёмной фазе (гигантское комбинационное рассеяние). Это обусловлено усилением эл.-магн. поля геом. неоднородностями П., а также эфф. передачей энергии от поверхностных электронных возбуждений колебательным модам адсорбиров. молекул. При пересечении П. эаряш. частицами наблюдается эл.-магн. переходное излучение. [c.654]

Теория переходного излучения в движуихихся, а также в оптически активных (гиротропных) средах развита Барсуковым, Болотовским, Мергеляном и др. [60.20, 63.4, 64.5, 64.6, 65.7, 68.5, [c.20]

Как было показано в предыдущих разделах, в переходном излучении могут присутствовать кванты с частотами, большими, чем оптические. Поэтому можно ожидать, что квантовая теория переходного излучения изменит результаты классической теории для больших частот [60.7]. Кроме того, аппарат квантовой теории позволяет рассчитать также и другие эффекты, возникающие при переходе частиц или фотонов из одной среды в другую и не имеющие классических аналогов. В качестве такого примера в настоящем разделе рассчитана вероятность конверсии фотона в электронно-позитронную пару при падении фотона на границу среды или при выходе из нее. В работах [77.2,80.2,81.2] с помощью аналогичного аппарата исследовано переходное рождение пионных пар при столкновении быстрых нуклонов с ядерной материей и вынужденное переходное излучение и поглощение. [c.161]

Часто говорят о флуктуационных, импульсных и сосредоточенных помехах к последним относятся и непрерывные или медленно меняющиеся помехи. Флук-туационные помехи можно представить как случайные последовательности большого числа бесконечно коротких случайных импульсов. Переходные процессы, возникающие в приборе при воздействии таких импульсов, накладываются друг на друга, образуя непрерывный случайный процесс. К импульсным помехам относят помехи в виде одиночных случайных импульсов, следующих друг за другом через сравнительно большие промежутки, так что переходные процессы от отдельных импульсов успевают затухать. Флуктуационный или импульсный характер помехи зависит также от полосы пропускания прибора, на который она воздействует. К сосредоточенным помехам можно отнести вредные воздействия, спектр которых уже полосы пропускания приемника, например организованные помехи с ограниченным оптическим спектром излучения или модулированные по временнбй частоте. [c.6]

Под фототермоакустическим эффектом понимается нагрев поглощаемым светом (а в более общем случае — эл.-магн. излучением любой частоты) облучаемой области среды, что приводит к изменению плотности среды или механич. напряжений. Модуляция мощности падающего излучения вызывает соответствующие временные изменения плотности или термонапряжений, что обусловливает возбуждение акустич. поля в среде, окружающей область поглощения света. Возбуждение звука возможно и без временной модуляции светового пучка, лишь за счёт перемещения в пространстве области его поглощения в однородной среде — со сверхзвуковой скоростью (т. н. черенко-вское излучение звука по аналогии с Черенкова — Вавилова излучением), а в акустически или оптически неоднородной среде — с любой скоростью (т. н. переходное излучение звука). [c.823]

Кларк [39,401 изучал оптические характеристикиMgO, подвергнутой действию различных видов излучения. Кристаллы MgO облучали ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами и нейтронами. Им было проанализирована схема образования полос поглощения, а также их светового и термического восстановления, предложена модель активации под действием ультрафиолетовых лучей и сделана попытка объяснить некоторые результаты рентгеновского и нейтронного облучения. Он исследовал роль примесей в MgO и сделал вывод, что радиационные изменения оптических свойств не зависят непосредственно от примесей. По степени эффективности в образовании полос поглощения виды излучения располагаются в следующем порядке нейтроны, электроны, рентгеновские лучи. Вопрос о влиянии облучения на оптические свойства MgO обсуждается в работе Биллипгтопа и Кроуфорда [21]. Верц и др. [214, 215] применили технику электронного спинового резонанса для изучения центров окрашивания в MgO и объяснили полосы поглощения на основе химических изменений примесей переходных элементов, содержащихся в MgO. [c.174]

Как мы уже отмечали во введении, многослойные диэлектрические покрытия широко используются в настоящее время в оптических приборах. Типичный пример — диэлектрические зеркала в лазерных резонаторах, полностью отражающие или обеспечивающие вывод части излучения. Все такие устройства принадлежат к классу мультислоев. Но все же главной их особенностью является то, что размер неоднородности в них сравним с длиной волны. Вследствие этого их нельзя исследовать развитым выше методом, основанным на переходных функциях. Требуется развитие нового подхода, который позволил бы учесть эффекты многократного отражения на последовательности поверхностей разрыва, разделяющих отдельные диэлектрические слои стопы. Задачу можно упростить, если пренебречь конечностью поперечных размеров. В частности, пропускание мультислоя можно вычислить, считая радиус зеркала бесконечным. Возникающая при этом ошибка невелика. Кроме того, можно предположить, что показатель преломления постоянен по всей толщине каждого из слоев и резко изменяется лишь при переходе через границы раздела. Более общая ситуация рассмотрена в книге Бекмана и Спицичино и в статье Хандери, полные ссылки на которые приведены в библиографии в конце главы. Таким образом, мы будем рассматривать модель мультислоя, а именно последовательность пластин с неограниченными поперечными размерами, разделенных идеальными плоскопараллельными поверхностями. Показатель преломления каждой из пластин постоянен (рис. 3.8). Будем нумеровать пластины последовательно справа налево, причем индексом 1 отметим среду, наиболее удаленную от источника падающей волны. Предположим, что ось I направлена поперек слоев, а [c.172]

В предыдущих главах мы ограничивались в основном анализом и синтезом оптических систем, работающих с некогерентным излучением. Только при рассмотрении некоторых специальных случаев мы переходили к системам, в которых линейно от точки к точке складываются комплексные амплитуды. Несомненно, между этими крайними случаями не должно быть резкого перехода, и, действительно, существует переходная область, известная под названием области частичной когерентности. Совершенное излончение вопросов частичной когерентности вместе с исключительно ценным историческим обзором дается в превосходной книге Борна и Вольфа [1] ). [c.181]

Примером устройства демультиплексора с решеткой является пятиканальный демультиплексор, изображенный на рис. 5.14 [1, 17]. Излучающий ВС и пять приемных объединены в линейку, расположенную в фокальной плоскости объектива (фокусное расстояние — 23,8 мм, диаметр — 14 мм). Излучение из передающего ВС коллимируется объективом, дифрагирует на решетке и снова попадает в объектив, который в зависимости от длины волны фокусирует излучение на тот или другой приемный ВС. Вместо объектива может использоваться фокусирующий (градиентный) стержень или прозрачная среда с оптическим элементом на поверхности. Дифракционную решетку изготовляют анизотропным травлением кристаллической подложки по кристаллическим осям сквозь предварительно нанесенную маску. Решетка имеет несимметричные канавки. Параметры решетки (постоянная решетки Л = 4 мкм, угол 0 = = 6,2°) выбраны так, чтобы ее максимальная дифракционная эффективность достигалась на центральной длине волны Хо = 0,86 мкм рабочего диапазона 0,82— 0,88 мкм. Спектральный интервал между каналами равен 25 нм. Во всем диапазоне дифракционная эффективность составляет величину, не превышающую 90 %, вносимые потери в каналах не превышают 1,4 дБ, переходное затухание — 30 дБ. [c.102]

Из графика зависимости коэффициента отражения плоскопараллельной стеклянной пластинки от угла падения луча для различной ориентации плоскости поляризации падающего излучения (рис. 7) видно, что отражение для излучения, поляризованного в плоскости падепия, при угле фо (угле Брюстера) равно нулю. Хотя в реальном случае коэффициент отражения несколько отличается от нуля вследствие отражения от переходного слоя, образующегося при оптической обработке поверхности. Эту особенность отражения электромагнитных колебаний от границы раздела сред необходимо учитывать ири проектировании лазерных измерительных систем и их практическом применении. Так, в лазерном гироскопе за счет создания различной поляризации для волн, распространяющихся встречно, уменьшается их взаимная связь, что дает возможность [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...