Усиление антистоксовой волны

Усиление антистоксовой волны [c.212]

Укажем еще на то, что усиление стоксовой волны не зависит от соотношений между фазами ф5, Фа стоксовой и лазерной волн, в отличие от усиления антистоксовой волны, к обсуждению которого мы сейчас перейдем. [c.365]

Итак, основные результаты наблюдения вынужденного комбинационного рассеяния, перечисленные в начале параграфа, объясняются с помощью представлений об усилении стоксова рассеяния и об интерференции вторичных антистоксовых волн, возникающих в результате раскачки ядер молекул под действием возбуждающего и первого стоксова излучений. [c.859]

Указание. Фаза колебаний антистоксовой составляющей дипольного момента (см. (239.7)) равна 2ср—q)j, где ф и —фазы возбуждающей и усиленной стоксовой волн в точке Г Х[, у1, zi) расположения одной из рассеивающих молекул. В точке наблюдения г (х, у, z) (см. рис. 46) фаза антистоксовой волны, испущенной этой молекулой, равна [c.913]

Как явствует из вышеизложенного, измерение усиления стоксовой волны и измерение генерации антистоксовой волны позволяют определить зависимость мнимой части комбинационной восприимчивости и ее модуля от [c.366]

Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР) возникает при больших интенсивностях /о падающего лазерного излучения. В таких условиях рассматривается процесс взаимодействия молекулы не только с возбуждающей лазерной волной на частоте озо, но и с рассеянной стоксовой волной на частоте сор. Обе волны взаимодействуют друг с другом через молекулярные колебания на частоте (О,/. Взаимодействие является параметрическим и приводит к обмену энергией между волной лазерной накачки и стоксовой или антистоксовой волнами, который характеризуется образованием на комбинационных частотах интенсивных направленных волн [2]. Вынужденное комбинационное рассеяние является пороговым эффектом усиление рассеянной компоненты возникает, если интенсивность возбуждающего лазерного излучения превышает некоторый пороговый уровень /о >/пор. Тогда низкочастотная (стоксовая) волна с частотой а)р = (Оо — о>/ экспоненциально уси- [c.156]

Все сказанное об усилении рассеянного света относилось к стоксовой компоненте. Антистоксово рассеяние есть процесс, обратный стоксовому, и для него имеет место не усиление, а ослабление интенсивности. Причина появления мощного антистоксова излучения иная, и для ее выяснения целесообразно исходить из классических представлений о природе комбинационного рассеяния, изложенных в 162. Согласно последним комбинационное рассеяние возникает в результате модуляции поляризуемости молекул колебаниями их ядер.. Рассмотрим, ради простоты, случай двухатомной молекулы и обозначим через изменение расстояния между ядрами в сравнении с его равновесным значением. Дипольный момент молекулы, индуцированный полем световой волны, записывается в виде [c.856]

Эффект когерентного антистоксового рассеяния света (КАРС). Эффект заключается в параметрическом усилении сигнала комбинационного рассеяния пробной волны в антистоксовой области. В простейшем случае, когда одна волна накачки (Oi [c.223]

В соответствии с обшей теорией это означает, что волна на частоте СО2 испытывает экспоненциальное усиление в поле волны накачки на частоте Ol, когда среда имеет резонанс на разностной частоте oi — СО2 И наоборот, когда СО2 > oi и С02 — oi то волна СО2 будет испытывать экспоненциальное ослабление. Первый процесс описывает нарастание амплитуды стоксовой компоненты при ВКР, второй - ослабление антистоксовой компоненты в поле низкочастотной накачки при обращенном комбинационном рассеянии (см. ниже). [c.222]

В соответствии с изложенным в гл. 4, 6 в усиленной волне всегда присутствует излучение с антистоксовой частотой. В прямом направлении усиление настолько велико, что это излучение можно обнаружить. В соответствии с выражениями (4.92) и (4.68) или (5.30) отношение интенсивностей антистоксовой и стоксовой компонент составляет 2 что равно прибли- [c.244]

Возбуждение волн со стоксовыми и антистоксовыми частотами в фокусированном лазерном луче высокой интенсивности является замечательным явлением, однако экспериментальные условия не обладают достаточной определенностью для того, чтобы проверить теорию и выяснить природу различных физических механизмов этого явления. Возникшую здесь ситуацию можно сравнить с изучением работы и характеристик электронной лампы. В первую очередь лампа исследуется как усилитель слабых сигналов, а не как мощный генератор. С этой точки зрения свойства веществ, использующихся в комбинационном лазере, должны исследоваться в тонких кюветах такой толщины, при которой невозможно самовозбуждение колебаний на комбинационных частотах под действием интенсивного лазерного излучения с частотой мь- В этом случае можно измерить усиление, если направить в кювету также излучение малой интенсивности с частотами со,, или о а. Экспериментально всегда можно поддерживать усиление на уровне меньшем чем 2—3 раза. При этом не будет ни уменьшения интенсивности лазерного излучения, ни заметного возбуждения стоксовых и антистоксовых линий высших порядков. При такой постановке опыта можно независимо контролировать интенсивность, поляризацию, направление и частоту луча лазера и луча стоксовой частоты. В идеальном случае каждый из лучей состоял бы только из одной моды, т. е. был бы монохроматичным и имел бы только дифракционную расходимость. Такие эксперименты могли бы дать надежные значения комбинационных восприимчивостей и обеспечить детальную проверку теории, изложенной в гл. 2 и 4. Схема возможной экспериментальной установки приведена на Фиг. 31. [c.248]

Направленность антистоксова рассеяния (см. рис. 41.14) объясняется фазовыми соотношениями между волнами, испускаемыми диполями pas, рэсположенными в различных точках рассеивающей среды, т. е. представляет собой интерференционный эффект, аналогичный эффектам, рассмотренным на примерах излучения лазера (см. 222), генерации гармоник (см. 236) и параметрической люминесценции и усиления (см. 238). Как и любой интерференционный эффект, результат сложения вторичных антистоксовых волн зависит от геометрических условий опыта. Примем, что усиление на толщине d рассеивающего слоя велико ( jd 1, это необходимо для наблюдения ВКР). Пусть, кроме того, радиус возбуждающего пучка а меньше радиуса зоны Френеля с номером, равным as[c.858]

Частично вырожденное четырехволновое смешение ( oi =012) приводит к переносу энергии из волны накачки в две волны с частотами, смешенными от частоты накачки oi в стоксову и антистоксову области на величину П ., даваемую выражением (10.1.10). Если в световод вводится только излучение накачки и выполняется условие согласования фаз, то генерация стоксовой и антистоксовой волн с частотами СО3 и может инициироваться шумами подобно тому, как это происходит при ВКР и ВРМБ. С другой стороны, если в световод вместе с накачкой вводится слабый сигнал частоты oj, то он усиливается, причем одновременно генерируется новая волна частоты СО4. Этот процесс называют параметрическим усилением. В данном разделе выводится выражение для параметрического усиления. причем рассматривается нелинейное взаимодействие четырех волн. Рассматривается общий случай ( oi Ф oj). [c.284]

Рассмотрим изменение антистоксовой волны с частотой сол = 2соа — 5 в поле двух волн с частотами а и 5 л А — 10- Как было показано в ч. I, п. 4.222, поляризация третьего порядка на частоте л может быть создана двумя путями во-первых, происходит процесс взаимодействия двух волн, аналогичный процессу при усилении стоксовой волны это означает, что из волны с более высокой частотой ( л) энергия перекачивается в волну, частота которой ац на ю ниже л, т. е. антистоксова волна ослабляется (это явлений лежит в основе так называемого обращенного комбинационного рассеяния, к которому мы еще вернемся ниже). Во-вторых, может происходить процесс взаимодействия трех волн с восприимчивостью Ы< )(— 5, I, ) (причем, соответствующая восприимчивость при дискретном спектре час- [c.365]

Мы проанализировали случай усиления стоксовой волны (сог < ji) в поле волны накачки. Как было установлено (п. 3.4.1), в противоположном случае (сог > ji и сог - jj т.е. пробная волна с частотой со2 лежит с антистоксовой стороны от волны накачки) высокочастотная компонента J2 этого дублета испытывает экспоненциальное затухание с тем же показателем экспоненты, что и в случае ВКУ (см. (3.4.15)). Следовательно, вместо того, чтобы следить за усилением стоксовой волны в поле волны накачки при перестройке разности частот ji — С02 в окрестности резонанса oi — СО2 i2, как при спектроскопии выну жденного комбинационного усиления, можно следить за ослаблением антистоксовой волны при перестройке разностной частоты. Такая схема впервые была экспериментально реализована Джонсом и Стойчевым [21] и получила название спектроскопии обращенного комбинационного рассеяния. Очевидно, эти две спектроскопические схемы очень близки. [c.242]

Когда пикосекундные импульсы распространяются по многомодовому световоду, на протекание четырехволновых процессов действует не только ВКР, но и ФСМ, ФКМ и дисперсия групповых скоростей. В недавнем эксперименте [28] импульсы накачки длительностью 25 ПС на длине волны 532 нм распространялись по световоду длиной 15 м, поддерживавшему четыре моды на длине волны накачки. На рис. 10.4 показаны спектры излучения на выходе световода. При мощности накачки ниже пороговой наблюдалась только линия накачки (спектр а). Три пары стоксовых и антистоксовых линий со сдвигом частот 1-8 ТГц наблюдались при мощности накачки несколько выше пороговой (спектр б). Стоксовы и антистоксовы линии примерно одной амплитуды, что говорит об отсутствии заметного ВКР в этом случае. Однако при увеличении мощности накачки из-за комбинационного усиления стоксовы линии становятся намного более интенсивными, чем антистоксовы (спектр в). При дальнейшем увеличении мощности накачки стоксовы линии, близкие к пику комбинационного усиления, сравниваются по интенсивности с накачкой, а антистоксовы остаются слабыми (спектр г). В то же время наб 1юдается уширение и расщепление накачки и стоксовой линии, характ. рное для [c.291]

На рис. 10.9 показан спектр, наблюдавшийся на выходе световода длиной 20 м при накачке пиковой мощностью 1 кВт, поляризованной под углом 0si44° [21]. Наличие в спектре стоксовой и антистоксовой полос с частотной отстройкой +4 ТГц обусловлено четырехволновым смешением типа I. Стоксова волна поляризована вдоль медленной оси, в то время как актистоксова-вдоль быстрой оси световода. Асимметричное уширение стоксовой линии и линии накачки вызвано совместным действием эффектов ФКМ и ФСМ (см. разд. 7.4). Относительное увеличение стоксовой компоненты обусловлено комбинационным усилением. Линия с частотной отстройкой 13 ТГц является стоксовой компонентой ВКР. Она поляризована вдоль медленной оси, поскольку мощность накачки в медленной поляризационной моде несколько больше, чем в быстрой (0 44°). Увеличение 0 на 2-3 приводит к изменению поляризации излучения ВКР. Небольшой пик вблизи 10 ТГц возникает в результате невырожденного четырехволнового смешения (со, oj), в процессе которого слабая стоксова волна ВКР усиливается в поле накачки и стоксовой волны вырожденного четырехволнового смешения. Фазовый синхронизм может возникать только при поляризации излучения ВКР вдоль медленной оси. Пик вблизи 10 ТГц исчезает при увеличении [c.299]

Тем не менее эффект комбинационного усиления, обусловленный параметрическим взаимодействием электромагнитных волн и волн мате- ильного возбуждения, находит применение в других схемах нелинейной лазерной спектроскопии комбинационного рассеяния, светоспектроскопии вынужденного комбинационного усиления и активной спектроскопии КР (или спектроскопии когерентного антистоксова рассения света), о которых речь пойдет ниже (см. 4.3). Параметрическое взаимодействие волн разной природы объясняет также возникновение в процессе ВКР антистоксовых компонент в общем случае нескольких порядков [2,4,28. [c.225]

ВО втором — к уменьшению усилия на со и поглощения на соа- Какой именно вариант реализуется — зависит от относительных фаз Еь, и Еа- Существенная роль фа зовых соотношений между взаимодействующими волна ми показывает, что к квантовой интерпретации рассмат зиваемых процессов следует подходить с осторожностью 5сли фазы заданы, число квантов определено неточно В частности, было бы ошибкой полагать, что не может быть усиления па антистоксовой частоте. Корректное квантовое описание в этом случае возможно лишь с привлечением для осцилляторных состояний поля модели связанных волновых пакетов. Вместе с тем очень хорошим приближением является описание этих явлений классическим методом связанных волн. Этот метод будет рассматриваться в гл. 4. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...