Сжатие флуктуаций

Сжатые состояния оптического параметрического осциллятора. На рис. 1.9 показана установка для сжатия флуктуаций вакуума. Она существенно использует нелинейную оптику и оптический параметрический осциллятор (ОПО), то есть, такое устройство, которое генерирует излучение с частотой 2ио из света с частотой ио. Это явление обычно называют генерацией второй гармоники. [c.25]

Кроме того, вблизи атомов примеси кристаллическая решетка оказывается сжатой или растянутой в зависимости от соотношения радиусов основных и примесных атомов. Так как ширина запрещенной зоны изменяется с давлением, то это должно приводить к флуктуации Eg по кристаллу и изменению спектра поглощения. [c.322]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Аналогично ведут себя при параметрич, усилении квантовые вакуумные флуктуации в поле интенсивной классич. накачки. В квантовом сжатом состоянии вакуумные флуктуации одной из квадратурных компонент оказываются подавленными, а флуктуации другой увеличиваются. Естественно, при этом должно удовлет- [c.304]

Рис. 14. Классический шумовой сигнал при параметрическом усилении а — плотность вероятности распределения фазы обычного стационарного шума (штриховая линия) и шума при сжатом состоянии (кривые 1 и г, для г коэф. усиления больше) и — области флуктуаций на фазовой плоскости обычного (слева) и сжатого (справа) шума.

Поведение квадратур, т. о., существенно зависит от фазы накачки 0. Фазовая селективность рассматриваемого параметрич. процесса — важнейшая его особенность, исследованная в радиодиапазоне в нач. 1960-х гг, [4]. Тогда же были продемонстрированы возможности управления статистич. характеристиками эл.-магн. полей, снижения уровня фазовых флуктуаций, улучшения характеристик систем выделения сигнала из шума. Действительно, при соответствующей ориентации эллипса сжатия на фазовой плоскости, регулируемой выбором фазы накачки, подавление флуктуаций квадратуры приводит к снижению фазовых флуктуаций. Это просто показать на примере клае-сич. С. с. Пусть напряжённость поля (эллипс ориентировав вдоль оси X) [c.489]

Рассмотрим теперь характерные особенности движения караванов пузырей в другом предельном случае,когда инерционным слагаемым в уравнении (7.2) можно пренебречь. Будем рассматривать движения, инициируемые смешением крайней ламеллы. Точнее, представим себе, что к крайней ламелле прикладывается внешнее давление, под действием которого она смещается, заставляя остальные ламеллы каравана также двигаться под действием локальных флуктуаций давления в пузырях. В такого рода движениях основную роль играют две силы - это капиллярная лапласовская сила и упругая сила, вызванная сжатием газа в пузыре. [c.144]

Однако эксперименты на статическое сжатие монокристаллов никеля [150] показали, что с ростом деформации в процессе перестройки нераз-ориентированной ячеистой субструктуры в разориентированную ячеистую наблюдается тенденция к снижению коэффициента вариации плотности дислокаций как в стенках ячеек, так и внутри них (рис. 66). Следовательно, флуктуации плотности дислокаций не оказывают существенного влияния на изменение скалярной плотности дислокаций и, видимо, не вызывают смены типа субструктуры [150]. Таким образом, основываясь на результатах экспериментальных исследований, авторы работы [150] практически исключили возможность перестройки дислокационных структур за счет накопления флуктуаций в предшествующей структуре. [c.92]

Наглядный смысл неравенства (25.6) или (25.9) совершенно ясен в устойчивом состоянии газ должен пружинить — уменьшение объема некоторой массы газа должно сопровождаться увеличением давления внутри этой массы и наоборот. При этом небольшие флуктуации плотности газа будут рассасываться. Наоборот, при дР дУ)т > 0 (например, на восходящей ветви изотермы Ван-дер-Ваальса, см. 12) флуктуации плотности пе рассасываются, а растут. Пусть, например, в некоторой области произошло небольшое флуктуационное сжатие вещества. При (дР / дУ)т > 0 оно будет сопровождаться уменьшением давления внутри этой массы, внешнее давление будет и дальше ее сжимать, пока не возникнет капля жидкости. Наоборот, область, в которой произошло флуктуационное уменьшение плотности, будет расширяться возросшим внутренним давлением, пока не перейдет в нормальное газовое состояние с дР дУ)т <0. Иначе говоря, точка, лежащая на восходящей ветви изотермы Ван-дер-Ваальса (рис. 20), если бы такое состояние на мгновение возникло, мгновенно свалилась бы на изотерму-изобару. 4 С , изображающую двухфазное состояние вещества. Таким образом, состояния с дР дУ)т >0 абсолютно неустойчивы по отношению к малым флуктуациям плотности или к распаду на две фазы. [c.129]

Неметаллические включения и аустенит имеют различные коэффициенты термического расширения. Поэтому при температуре изотермической выдержки в аустените (вокруг включений) возможно появление напряжений, величина которых может оказаться достаточной для создания дислокаций, могущих служить местами предпочтительного зарождения. Известно, что вокруг краевой дислокации кристаллическая решетка аустенита упруго деформирована. В зоне, расположенной ниже края неполной атомной плоскости (экстраплоскости), кристаллическая решетка растянута, а в зоне, в которой расположена экстраплоскость, — сжата. Из энергетических соображений следует, что атомам углерода, растворенным в аустените по принципу внедрения, выгоднее переместиться из объемов аустенита, где отсутствуют дислокации, в зоны, расположенные у дислокаций. При таком перемещении атомов углерода уровень свободной энергии системы снижается. Такое перемещение приводит к созданию скоплений атомов углерода у дислокаций, вследствие чего создаются более благоприятные условия для возникновения концентрационных флуктуаций и, следовательно, облегчаются условия для образования критических зародышей цементита. Преимущественное зарождение цементита на дислокациях обнаружено экспериментально. [c.8]

На рис. 3.45 приведены результаты расчета зависимости предела прочности на сжатие прессовки из пресс —порошка фенопласта 03 — 010 — 02 от давления прессования и экспериментальные данные из [116]. Эти данные, так же как и результаты на рис. 3.46 для полистирола, подтверждают высказанное суждение о роли флуктуаций в формировании прочности консолидируемой дисперсной системы. Данный эффект несколько в меньшей степени выражен у более пластичных материалов, таких, как древесина (рис. 3.47, экспериментальные данные из [130]) и торф (рис. 3.48, экспериментальные данные из [139]). [c.133]

Изложенные в предыдущем параграфе условия оптимальной компрессии были сформулированы применительно к спектрально-ограниченным импульсам. Для реальных лазерных систем характерно наличие амплитудно-фазовых флуктуаций, существенно влияющих на само-воздействие импульсов, предельные возможности компрессии и уровень флуктуаций выходных параметров. В настоящем параграфе мы проанализируем специфику сжатия случайных импульсов и реально существующие возможности стабилизации параметров излучения методами спектральной фильтрации. [c.182]

Рис. 4.11. Зависимость средней по ансамблю степени сжатия от приведенной длины световода (сплошная линия), показаны стандартные отклонения флуктуаций соответствующая зависимость для спектрально-ограниченного импульса изображена штриховой линией. Параметр нелинейности =300 [22]

Перейдем к обсуждению статистических характеристик сжатых импульсов, основываясь на результатах математического моделирования [22, 25]. На рис. 4.11 изображена зависимость средней по ансамблю реализаций степени сжатия S от длины световода, выраженной в единицах Для сравнения штриховой линией изображена соответствующая зависимость, вычисленная для спектрально-ограниченного импульса (а=0 в (1)). Видно, что по-прежнему оптимальной для сжатия является длина световода z 2L . Наличие флуктуаций при- [c.185]

Математическое моделирование показывает, что наложение частотного фильтра с прямоугольной функцией пропускания /С(со)=1 в полосе Асо, соответствующей величине спектрального уширения детерминированного импульса, снижает уровень флуктуаций длительности сжатого импульса примерно в два раза. [c.186]

Теперь перейдем к исходным возмущениям в других устройствах. В пневматическом перфораторе практически нельзя повлиять на основной механизм создания щума — периодическое воздействие сжатого воздуха на поршень, — не снизив существенно эффективность перфоратора. Несмотря на то что и для цилиндра перфоратора можно получить график давления, аналогичный графику для цилиндра дизеля, (график для перфоратора более зазубренный), пут я превращения флуктуаций в шум тут совсем другие и поэтому сглаживание кривой давления в цилиндре перфоратора не приведет к снижению шума. [c.227]

Флуктуации плотности (давления) распространяются в среде со скоростью звука в виде волн сжатия -- разрежения. [c.129]

В самой простой ситуации распределение векторов поля симметрично по двум переменным комплексного пространства относительно среднего поля. Однако, для различных приложений в интерферомет-зии важно с высокой точностью измерять фазу поля. В этом случае амплитуда нам не столь интересна. Поэтому выгодно несимметричным образом перераспределить квантовые флуктуации. Так как мы должны сохранить плош,адь в фазовом пространстве, или, скорее, объём под распределением, уменьшение флуктуаций одной переменной ведёт к возрастанию флуктуаций другой переменной. Это явление имеет определённую аналогию с выдавливанием зубной пасты из тюбика. Поэтому-то выражение сжатие флуктуаций стало популярным. [c.24]

Действительно, предположим, что при Т>0 К условие Ср>0 не выполнялось бы и вместо него было бы Ср<0. Тогда при флуктуациях, вызывающих отдачу системой теплоты термостату, температура этой системы повысилась бы, что привело бы, в свою очередь, к дальнейшей отдаче теплоты (так как Г>0 К) и система, следовательно, при Ср<0 не могла бы быть в устойчивом равновесии. Аналогично, если вместо dpldV)j<0 будет др1дУ)т>0, то это означает, что даже при небольшом флуктуационном уменьшении объема давление в системе уменьшится. Это вызвало бы дальнейшее сжатие объема и т. д. Следовательно, система находилась не в равновесии. [c.130]

Наиболее простой способ повышения помехоустойчивости в отношении электрических флуктуаций — увеличение амплитуды зондирующего имнульса (см. подразд. 4.2), Разработаны способы [1, 67] подавления белого шума, основанные на применении зондирующих импульсов специфической формы. Используют частотно- или фазомодулированиые длинные импульсы, которые на приемнике выделяют из шума с помощью оптимального фильтра. Например, эффект Вно применение кода Баркера, когда фаза колебаний в пределах и.мпульса один или несколько раз скачком изменяется на я. Приходящий к приемнику полезный сигнал сохраняет структуру зондирующего импульса, что позволяет выделить его на фоне тепловых шумов. Далее сокращают длительность импульса путем синхронного и синфазного судширования отдельных его составляющих. Это позволяет сжать импульс до одного-дву X периодов колебаний с одновременным увеличением амплитуды, В результате достигается подавление шумов (так как шумы суммируются по мощности, а полезные сигналы — с учетом амплитуды и фазы) при сохранении малой длительности 5г,. пульса, необходимой для достижения высокой разрешающей способности. Эти же способы обеспечивают отстройку от внешних помех. Однако в практике дефектоскопии их используют редко в связи с их сложностью. [c.280]

Форма 3.— геоид иа-за вращения её фигура близка к эллипсоиду, она сплющена у полюсов и растянута в экваториальной эопе. Ср. радиус Й0 = 6371,О32 км, экваториальны — 6378,160 кы, полярный — В356,777 км (сжатие равно 1/298,25). Площадь поверхности 510,2 млн. км, объём 1,083-10 км-, ср. плотность 5518 кг/м , масса М(3=5,976-кг. Ускоренно свободного падения на экваторе 9,7805 м/с . Отклонение потенциала внеш. гравитац, поля 3. от ньютоновского потенциала мало ( 1/300). Первый поправочный ялен к ньютоновскому потенциалу свя-зан с величиной сжатия геоида и равен 1,08270-Ю" отклонение геоида от эллипсоида описывается последующими поправочными членами, величины к-рых на три порядка меньше первого члена. Они содержат информацию о флуктуациях плотности в недрах 3., об отклонении 3. от состояния гидростатич. равновесия. различии моментов инерции 3. относительно её гл. осей. Момент инерции 3. относительно оси вращения /= 8,04-10 кг-м , бе.чразмернып ср. момент инерции 3. A =//M0i 0 = O,33O76, что указывает на концентрацию массы к центру планеты за счёт роста плотности с глубиной под действием давления, из-за роста с глубиной концентрации тяжёлых компонентов вещества 3., а также из-за уплотнения вещества в недрах при происходящих там фазовых переходах). [c.79]

К. о. находит всё более игирокую область применения. Так, папр., в связи с проектирование.м оптич. системы для регистрации гравитац. волн и постановкой т.н. невоямушающих оптич. экспериментов, в к-рых уровень флуктуаций, в т. ч. квантовых, сводится к минимуму, внимание исследователей привлекают такие состояния поля, наз. сжатыми , в к-рых флуктуации интересующей величины (подобной интенсивности или фазе идеально стабилизированного лазера) могут быть в принципе сведены до нуля. [c.295]

Нелинейные преобразования коренным образом изменяют статистику поля. Это хорошо известно в ста-тистич. радиофизике и в полной мере проявляется в оптике. Статнстич. свойства сформированного в установившемся режиме лазерного излучения радикально отличаются от свойств гауссовского теплового излучения. С существ, изменением статистики приходится сталкиваться при генерации оптич. гармоник и комбинац. частот, в разнообразных самовоздействиях. Многие из перечисленных эффектов имеют по существу классич. природу, квантовый характер света в них не проявляется. Тем больший интерес представляет формирование с помощью нелинейных преобразований новых квантовых состояний светового поля, новых макроскопич. квантовых состояний. Наиб, яркий пример — генерация т. н. сжатых состояний поля, возникающая при параметрич. взаимодействиях. В 60-х гг. они были исследованы для классич. полей, в 80-х гг. выяснено, что они могут реализоваться и для квантованных попей. При этом возникают нетривиальные возможности управления квантовыми флуктуациями светового поля. [c.303]

СЖАТОЕ СОСТОЯНИЕ электромагнитного поля — состояние доля, при к-ром дисперсии флуктуаций канонически сопряжённых компонент поля не равны. Возможны классич. и квантовые С. с. В первом случае оказываются неравными дисперсии квадратур классич. флуктуаций (см. [1], с. 125) для квантового С. с. дисперсия любой одной канонически сопряжённой компоненты меньше дисперсии в когерентном состоянии. Понятие С. с. возникло в процессе изучения (I960—70-е гг.) статистич. характеристик излучения (долазерные эксперименты по корреляциям интенсивности), детального исследования необычных свойств лазерного света. Различают С. с. квадратурносжатые н состояния с подавленными флуктуациями числа фотонов или фазы. [c.488]

Рис. 1. Схематичное представление сжатых состояний электромагнитного поля на фазовой плоскости а — произвольная ориентация эллипса сжатия б — подавлены амплитудные флуктуации в — подавлены фаговые флуктуации.

Методы получения сжатых состояний основываются на нелинейных радиофиз. и оптич. процессах. В оптике С, с. могут возникать в трёх- и четырёхчастотных параметрич. взаимодействиях (см. Взаимодействие световых волн), при генерации высших гармоник, в эффектах самовоздействия, комбинац. рассеянии, многофотонных процессах и т. п. Возможно также непосредств. создание высокостабильных лазерных источников излучения, в к-рых подавление квантовых флуктуаций осуществляется либо депрессией шумов накачки, либо введением отрицат. обратной связи. [c.489]

На начальном этапе распространения основную роль играет фазовая самомодуляция, так как z L < L . В пределах флуктуацион-ных выбросов интенсивности формируется положительный чирп, который в условиях нормальной дисперсии групповой скорости приводит к их дисперсионному расплыванию. Поэтому на больших расстояниях флуктуации частоты и интенсивности сглаживаются и зависимость бсо от т линеаризуется. На рис. 4.10 представлены зависимости /(т) и 6(0 (т) на расстоянии, соответствующем оптимальной длине световода для компрессии спектрально-ограниченных импульсов. Видно, что флуктуации интенсивности и частоты концентрируются, в основном, на фронте и хвосте импульса. Сжатые импульсы (рис. 4.10is) имеют практически регулярную структуру И отличаются, главным образом, пиковым значением интенсивности. Аналогичные закономерности обнаружены и для начальных данных типа сигнал + шум (1). [c.184]

Отмеченные в численных экспериментах особенности самовоздей-ствия частично когерентных импульсов — вытеснение флуктуаций на периферию импульса, т. е. в высокочастотное и низкочастотное крылья спектра, позволяют стабилизировать параметры сжатых импульсов путем пространственной фильтрации их спектральных компонент в решеточном компрессоре. Простейшая фильтрация осуществляется диафрагмированием пучка в плоскости возвращающего зеркала (рис. 4.12). [c.186]

Нелинейно-оптическая фильтрация шумов в бездисперсионном режиме сжатия менее эффективна, так как на малых расстояниях не происходит существенного сглаживания амплитудно-фазовых флуктуаций. Кроме того, в бездисперсионном режиме нарушается взаимно однозначное соответствие между временем т и текущей частотой со(т). Тем не менее спектральная фильтрация позволяет стабилизировать параметры излучения за счет снижения степени сжатия (например, для а=0,2, - =0,64, отношение Os/S уменьшается с 23 до 12 % при уменьшении S от 4,3 до 3,3). [c.186]

Нелинейная фильтрация и компрессия импульсов твердотельных лазеров с активной синхронизацией мод и модуляцией добротности. Преимущ,ества лазеров, работаюш,их в режиме двойной модуляции, детально обсуждались в 6.2. Главное из них — сочетание высокой импульсной мош,ности порядка 10 Вт с килогерцовой частотой повто-)ения. Для сжатия высокоэнергетичных импульсов как на основной 57], так и на удвоенной частоте [58], приходится применять сравнительно короткие отрезки световодов, L 1—10 м. Ограничение на длину световода определяется порогом вынужденного комбинационного рассеяния и приводит к неравенству /эфф1 16/ с, где g 10 см/Вт, эфф — эффективная интенсивность ( 5.5). В этом случае реализуется бездисперсионная фазовая самомодуляция, которая приводит к снижению энергетической эффективности компрессии и контраста сжатого импульса. Кроме того, лазеры с двойной модуляцией имеют более высокий уровень флуктуаций параметров излучения, что, естественно, дестабилизирует параметры сжатых импульсов. [c.262]

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 6.18. Лазер, работаюш,ий в сдвоенном режиме, генерировал цуги импульсов с частотой повторения 2 кГц (1=1,06 мкм, т = 100 пс, Ро=1 МВт). Основными элементами волоконно-оптического компрессора служили одномодовый волоконный световод длиной 1 м, кристалл КТР и голо-графическая дифракционная решетка. Варьирование длины кристалла-удвоителя Lkp (2, 5, 8 и 11 мм) позволяло изменять ширину полосы спектрального синхронизма. На рис. 6.18 приведены корреляционные функции интенсивности второй гармоники, измеренные до (а) и после (б) сжатия в решеточном компрессоре. Видно, что увеличение от 2 до 11 мм приводит к уменьшению длительности частотно-модулиро-ванных импульсов на выходе кристалла с 62 до 30 пс. При этом длительность сжатых импульсов растет с 1,1 до 2,8 пс, но снижение степени сжатия компенсируется повышением контраста и уменьшением флуктуаций длительности с 30 до 10 %. Отметим, что простым поворотом кристалла-удвоителя осуш,ествляется плавная перестройка частоты излучения в пределах уширенного в световоде спектра (Av = [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...