Однофотонный резонанс

В [95] развит подход, основанный на конверсии фазовой модуляции в амплитудную при взаимодействии с двухуровневой средой в условиях однофотонного резонанса и последующем измерении временного [c.284]

Однофотонный резонанс. Многофотонный резонанс. Практическая реализация резонанса в поле лазерного излучения. Эффект насыщения в лазерной спектроскопии [c.68]

Минимальное значение АЕ и максимальное значение А1 соответствуют тому случаю, когда возникает однофотонный резонанс. При этом значение АЕ равно естественной ширине атомного уровня, а величина Аг равна естественному (радиационному) времени жизни атомного электрона в данном состоянии п, превышающем 10 с. Напротив, максимальное значение АЕ имеет величину порядка 10 эВ, а, следовательно, минимальное значение величины А1 имеет величину порядка 10 с. В зависимости от конкретной ситуации интересующая нас величина А1 лежит в указанных выше пределах. [c.88]

Па рис. 5.3 показано двухфотонное сечение ионизации основного состояния атома водорода (оно отнесено к интенсивности излучения) как функция длины волны излучения [5.14]. Оно сопоставлено с результатом численного расчета работы [5.15]. Видно хорошее согласие точного и квазиклассического расчетов, за исключением области однофотонных резонансов с возбужденными состояниями атома водорода. [c.118]

Так, например, в работе [6.13] измерялась вероятность 3-фотонной ионизации атома калия при наличии однофотонного резонанса между основным 45-состоянием и дублетом 4pi/2,3/2 В этом случае полная вероятность ионизации W представляется в виде произведения вероятности заселения резонансного состояния, усредненной по периоду осцилляций Раби, на вероятность двухфотонной ионизации резонансного состояния [c.147]

Рис. 6.3. Зависимость выхода ионов от длины волны циркулярно поляризованного лазерного излучения с интенсивностью 4 10 Вт/см при 3-фотонной ионизации атома калия. Реализуется однофотонный резонанс с 4р-дублетным состоянием [6.13]

Однофотонные резонансы между связанными и автоионизационными состояниями (случаи б) и г)) или между двумя автоионизационными состояниями (случаи д) и е)) насыщены из-за однофотонного перемешивания этих состояний. Это может иметь место в сильном электромагнитном поле. [c.157]

При оценке восприимчивости мы сначала рассмотрим случай, в котором все уровни с индексом р, так называемые промежуточные уровни, обладают энергией более высокой, чем энергия уровня 1 тем самым обеспечивается достаточное удаление от однофотонного резонанса. Для оценки мы можем принять, что только один уровень (Р = 2) существенным образом определяет процесс. Со значениями параметров для электронных переходов из уравнения (3.11-8) получаем оценку [c.319]

Более высокие значения 01 и 1т достигаются вблизи однофотонного резонанса, т. е. тогда, когда уровень 2 расположен между уровнями 1 и О вблизи значения энергии На или На"-, например, при [(Ого — [c.319]

Нестационарные процессы двухфотонного поглощения происходят между начальным состоянием О и конечным состоянием 1 атомной системы, разность энергий которых равна ЙЙ. Их можно описать при помощи уравнений из разд. 2.36 для математических ожиданий инверсии и поляризации некоторой эффективной двухуровневой системы, если промежуточные виртуальные уровни достаточно удалены от однофотонных резонансов (см. также разд. 3.13). [c.432]

Индексы О и I здесь соответствуют значениям (ае = 0, ак = 0) и (ае = 0, а/с = 1). В простой четырехуровневой модели р принимает два значения (ае = I, ак = 0) и ( е = 1, ак = 1). При большом удалении от однофотонного резонанса мы можем сделать оценку [c.498]

Однофотонный резонанс 319 Оператор амплитудный 163 [c.510]

Как видно из рис. 5.3, а также из других зависимостей многофотонных сечений от длины волны излучения, если не рассматривать узкие области вблизи резонансов, то сечение многофотонной ионизации относительно слабо изменяется в диапазоне частот, когда реализуется ионизация минимально энергетически возможным (пороговым) числом фотонов (на рис. 5.3 эта небольшая область справа от резонансов слева от резонансов закон сохранения энергии допускает, наряду с двухфотонной, и однофотонную ионизацию). [c.118]

Многофотонный резонанс при наличии однофотонного перехода из резонансного состояния в непрерывный спектр. Один из важных случаев, часто встречающихся на практике, характеризуется многофотонным переходом между начальным и резонансным состояниями и однофотонным переходом из резонансного состояния в непрерывный спектр. В таких условиях анализ вероятностей различных процессов показывает, что в возмущении резонансного состояния п доминируют два процесса — динамический штарковский сдвиг 5Еп Е) ос Е и однофотонное ионизационное уширение Тп Е) ос Е . Численные коэффициенты при этих величинах, определяющие их относительную роль, могут быть определены экспериментально или путем детальных расчетов. Вероятность многофотонного перехода из начального состояния i в резонансное состояние п имеет вид Wni ос Е К 2. [c.143]

В работе [6.7] измерялась вероятность 4-фотонной ионизации из основного состояния атома водорода при наличии 3-фотонного резонанса между состояниями 1з и 2р. Для этого использовалось излучение с длиной волны 365 нм и интенсивностью порядка 10 ° Вт/см . При этом ширина резонанса обусловлена однофотонной ионизацией резонансного состояния 2р и его штарковским сдвигом. Тогда вероятность ионизации в единицу времени дается следующим соотношением [c.143]

Второй множитель в (6.4) представляет собой лоренцев контур резонансной кривой. Он симметричен относительно максимума распределения. Тот факт, что динамический сдвиг Штарка сам зависит от частоты си электромагнитного поля, практически не меняет этого утверждения, так как он не является резонансным в области малых расстроек Его резонансы связаны с однофотонными переходами из рассматриваемых состояний Is [c.143]

Расчеты работы [6.37] методом смешивания конфигураций позволяют описать с хорошей точностью энергии и ширины автоионизационных состояний атома магния и угловые распределения испущенных электронов. Расчеты использовали базисную систему состояний, построенных в приближении Хартри-Фока с замороженным остовом. Исследовались эффекты, возникающие из-за многоэлектронного взаимодействия. Расчеты показали, что в многофотонных спектрах имеются резонансные максимумы из-за резонансов с промежуточными связанными состояниями. Такие спектры качественно отличаются от спектра однофотонной ионизации. [c.159]

Резонансы, наблюдаемые при многофотонной ионизации вследствие возникновения континуума, индуцированного лазерным полем, описаны детально в работах [6.40-6.42]. Например, в работе [6.41] обнаружена подобная структура в спектре ионизации натрия. Она индуцирована сильным полем излучения, сдвигающим состояние 55 51/2 в континуум. В процессе однофотонной ионизации наблюдается сильная асимметрия, типичная для континуума, обусловленного лазерным полем. Экспериментальные данные находятся в хорошем согласии с результатами расчетов. [c.159]

Релеевское и комбинационное рассеяние света обычно исследуется при использовании интенсивного монохроматического излучения с частотой, расположенной в области прозрачности кристалла. В этих условиях спектр рассеяния находится в области, далёкой от спектра люминесценции, и легко выделяется. Интенсивность рассеяния очень мала. Однако по мере приближения возбуждающей частоты к резонансу интенсивность рассеяния сильно возрастает. В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически неотличимы (если не учитывать, что поглощение и испускание фотонов разделены между собой промежуточными процессами). Природа релеевского резонансного излучения с возбуждённого уровня, имеющего ширину 7, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области 7, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходит два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы 7. Если же система облучается монохроматическим светом шириной 70 <С 7, то испускаемая линия имеет ту же ширину 70 и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определённого значения. Таким образом, при резонансной флуоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбуждённом, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается определённым, например, при измерении в течение времени, малого по сравнению со временем жизни 1/7, излучаемая энергия, из-за короткого времени измерения (меньше 1/7), будет обладать шириной, не меньшей, чем естественная ширина 7. Итак, когда молекула в процессе поглощения и излучения находится в возбуждённом состоянии, оба процесса делаются независимыми и испускаемое излучение имеет естественную ширину. [c.19]

Здесь мы снова сталкиваемся с извлечением из спектров когерентного рассеяния существенно более полной информации об исследуемом электронном резонансе, чем та, которая содержится в данных традиционной некогерентной спектроскопии в данном случае - однофотонного поглощения. [c.279]

У.2. В отличие от рассмотренных в предыдущей задаче ситуаций в случае когерентного резонансного КР оба резонанса - и комбинационный (на разности частот и однофотонный (на одной или нескольких частотах, участвующих [c.281]

ГД6 мин — мин. длительность импульса при компрессии. В качестве сред с аномальной дисперсией могут быть использованы пары металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса), устройства, состоящие из двух дифракц. решёток, нек-рые типы интерферометров. Оптимальной нелинейной средой для получения фазовой самомодуляции оказываются одномодовые волоконные световоды. Малость нелинейности (для кварцевого волокна % = 3,2-10" см /кВт) с избытком компенсируется возможностью поддержания устойчивого поперечного профиля пучка диам. 3 — 10 мкм па расстояниях порядка длины поглощения Z и 6 (в видимом диапазоне = 10 —10 ем). Оптич. компрессор, состоящий из волновода с нормальной дисперсией и двух дифракц. решёток, позволяет получить S 10. Существ, сжатия могут быть получены и при генерации оптич. солитонов. [c.304]

Фазовая самомодуляция в жидкостях с пС> приводит к возникновению положительного частотного свипирования импульса в тех его частях, где кривизна огибающей положительна. Для сжатия таких импульсов, как следует из рассмотрения 1.4, необходимы среды с аномальной дисперсией групповой скорости. В качестве таких сред использовались ячейки с парами металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса) [3], устройства, состоящие из пары дифракционных решеток [4], и некоторые типы интерферометров [5]. В экспе-шментах были реализованы коэффициенты сжатия 10 (от 20 до 2 пс 6] и от 100 до 7 ПС [7]). Недостатки схем компрессии, в которых используются неограниченные среды, связаны с неоднородностью частотного свипирования в поперечном сечении пучка и с тесной взаимосвязью пространственных и временных эффектов самовоздействия, приводящих к нестабильности параметров сжатых импульсов. [c.173]

Другой важный вывод, следующий из материала, рассмотренного в этой главе — в весьма широком диапазоне изменения напряженности внешнего ионизующего поля различные эффекты приводят к существенному изменению исходного атомного спектра и к нарушению тех простых соотношений, которые разделяют прямой и резонансный процессы многофотониой ионизации атомов. Нижняя граница этого интервала напряженностей поля может быть весьма малой, например, при реализации однофотонного резонанса и перемешивания Раби резонансных состояний. Верхняя граница соответствует границе многофотониой области, т.е. она определяется из условия для параметра адиабатичностн 7 1. [c.164]

В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ. Поскольку для стоксова процесса UL — US 10 (где UL, US > 0), то резонансный знаменатель вида (со,д — -f 5 — появляется толькэ при индексе суммирования v = 1 в обоих первых членах в фигурных скобках в перестановках qm, рай газ) и (<7 2, ra3,pai) основного члена рай qa , газ). Если учитывать резонансные члены, то за пределами области однофотонных резонансов получится [c.363]

Наконец, при однофотонном резонансе накачки с электронным переходом з — Юц имеет место резонансная люминесценция, исследовавшаяся Вудом еще в 1905 г. В высших приближениях по интенсивности накачки следует учитывать эффекты насыщения, расщепления резонанса и ГКР на электронном переходе = = 2(Вз — й)д (рис. 5, к) или, что то же самое, резонансное ГПР, рассмотренное Моллоу в 1969 г. [175] и Соколовским в 1970 г. [141]. Экспериментально эти эффекты впервые исследовали Шуда и др. [142]. Ссылки на дальнейшие работы и более подробное описание см. в [13, 15—17, 176]. Отметим, что соответствующий вынужденный эффект исследовался раньше в 60-х годах в радиодиапазоне [34—36]. [c.43]

Отношение вероятности М. ц. с участием т фотонов к вероятности М. п. с участием (т —1) фотонов Wjn- при отсутствии промежуточных резонансов по порядку величины равно EIE ) , где Е — амплитуда напряжённости электрич. поля излучения, — ср. напряжённость внутриатомного электрич. поля ( ат Ю — 10 В/см), При Е < с увеличением числа фотонов, участвующих в элементарном акте, вероятность М. п. резко снижается. Поэтому до появления лазеров кроме однофотонных наблюдались лишь двухфотонные процессы при рассеянии света рассеяние Мандельштама — Бриллюана, комбинационное рассеяние света в т. п. Высокие интенсивности излучения, получаемые с помощью лазеров, позволяют наблюдать М. п. вплоть до т I 10. [c.168]

Однофотонное возбуждение (фотовозбуждение). Многофотонное возбуждение. Многофотонное возбуждение в немонохроматическом поле. Роль промежуточного резонанса. Практическая реализация многофотонного возбуждения. Многофотонпая резонансная спектроскопия. [c.41]

Рассмотри.м резонанс. между собственной частотой квантовой системы о)т II частотой ш сильного внешнего поля. Случай слабого внешнего резонансного поля уже рассматривался в лекции 4, где речь шла об однофотонно.м и многофотопном возбуждении. [c.68]

Возникновение резонанса между энергией нескольких фотонов и энергией перехода между связанными электронными состояниями в спектре атома приводит крезонанснолгу перемегшеанию этих состояний и эффекту насыщения, когда электрон с равной вероятностью находится в обоих состояниях [1.2]. Этот эффект доминирует над всеми другими, когда резонанс является однофотонным, так как при этом перемешивание определяется первой степенью напряженности поля. Возникновение эффекта перемешивания очевидным образом уменьшает величину эффективного потенциала ионизации атома со всеми вытекающими из этого последствиями. [c.21]

Из (6.4) следует, что в максимуме резонанса, когда + 5Eni = О, вероятность ионизации пропорциональна квадрату интенсивности излучения. Действительно, так как величина вероятности Tn F) однофотонной ионизации состояния 2р пропорциональна интенсивности излучения, т.е. 1 , то в точном резонансе соотношение (6.4) переходит в более простое соотношение [c.145]

Введение. В гл. I уже речь шла о том, что сильное внешнее поле лазерного излучения изменяет структуру самого атома, что, в свою очередь, приводит к изменению вероятности его ионизации. В гл. VI обсуждался один из наиболее ярких примеров такого процесса—динамические штарковские резонансы, возникающие при субатомной напряженности поля и изменяющие, при изменении интенсивности излучения (и неизменной его частоте), как характер процесса ионизации (прямой или резонансный), так и степень его нелинейности. В этом разделе обсуждаются качественно аналогичные процессы, возникающие в атомах при атомной и сверхатомной напряженности. Такие процессы в последние два десятилетия детально изучались теоретически и экспериментально на примере фотоионизации однофотонной ионизации) атома. Результативно эти процессы приводят к уменьшению вероятности фотоионизации по сравнению с теми величинами, которые следуют в соответствии с золотым правилом Ферми [c.266]

Во-вторых, необходимо принять во внимание возможность возникновения резонансов между исходным ридберговским состоянием и другими связанными состояниями с меньшими энергиями. Такие резонансы принято называть в соответствии с их конфигурацией ]/"-резонансами, в отличие от Л-резонансов, рассмотренных выше. Уширение ридберговских состояний, обусловленное У-резонансами, определяется частотой Раби (см., например, [10.48]). Если резонанс является однофотонным, то соответствующая частота Раби пропорциональна первой степени напряженности поля, так что это уширение доминирует над ионизационным уширением. Это приводит к понижению порога возникновения квазиконтин /ума ридберговских [c.272]

При измерении и вычислении поперечных сечений для многофотонной ионизации следует обращать внимание на то, должны ли учитываться промежуточные резонансы и какие именно [3.13-8]. Если типичные значения полных сечений двухфотонной ионизации при больших удалениях от промежуточных резонансов по порядку величины равны 10 ° м -с, то в области промежуточных резонансов они возрастают на несколько порядков (фиг. 35, а). При эффективных сечениях более высокого порядка сильно возрастают возможности появления промежуточных резонансов. На фиг. 35, б в качестве примера представлена зависимость эффективного сечения процесса двенадцатифотонной ионизации в водороде от энергии фотонов. Обращает на себя внимание влияние промежуточных резонансов. Они возникают в тех местах, в которых при однофотонном процессе достигаются дискретные уровни энергии атома водорода. В данном случае наблюдается несколько промежуточных резонансов, соответствующих поглощению одиннадцати фотонов имеется также один промежуточный резонанс, соответствующий поглощению десяти фотонов. На фиг. 35, в отмечена энергия фотонов неодимового лазера. Оценим поток фотонов неодимового лазера, необходимый для получения одного электрона в типичных экспериментальных условиях (плотность атомов 102 5 м- фокальный объем лазера Ю м длитель- [c.328]

В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически не отличимы от люминесценции (если не пользоваться определением люминесценции по Степанову). Как показал Гайтлер ([465], 20), природа релеевского резонансного излучения с возбужденного уровня, имеющего ширину у, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области у, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходят два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы у. Если же система облучается монохроматическим светом с шириной уо "С Т. испускаемая линия имеет ту же ширину уо и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определенного значения. Таким образом, в процессе резонансной флюоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбужденном, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается опре- [c.578]

Много новой информации, принципиально отсутствующей в данных традиционной спектроскопии однофотонного поглощения, содержится в спектрах когерентного антистоксова (стоксова) рассеяния света поглощающих сред, когда комбинационные резонансы отсутствуют, а одна из частот со, oj, С02 сканируется по полосе однофотонного поглощения. Можно показать, что в этом случае наблюдаемые активные спектры (со ), где сОд = со + Ol СО2 и, например, СО2 сканируются, представляют собой результат интерференции двух тесно связанных когерентных процессов однофотонного поглощения и гиперкомбинационного рассеяния на изучаемом электронном переходе. [c.279]

Это выражение согласуется с формулой (2.62), если суммирование по с проводить только по двум уровням п° и п (см. фиг. 5) и если в знаменателе (2.62) учесть условие резонанса сох, — со8 = со а , которое идентично условию со — сод = соьо. Предполагается, что уровни с не находятся в резонансе ни с одной из рассматриваемых частот. Это требование необходимо для справедливости соотношений (2.62), (2.85), а следовательно и (2.92) Итак, между сечением когерентного комбинационного рассеяния и мнимой частью комбинационной восприим чивости имеется такое же соответствие, как и между сечением однофотонного когерентного поглощения и мнимой частью линейной восприимчивости. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...