Критическая мощность самофокусировки

Крупномасштабная самофокусировка. Как видно из упрощенного рассмотрения картины самовоздействия излучения, крупномасштабная самофокусировка (КМС) должна приводить к концентрации поля в области максимума интенсивности пучка. Однако дифракция излучения препятствует такой концентрации. Отсюда ясно, что существует такая мощность пучка Р, при которой дифракционное расплывание компенсируется нелинейной рефракцией. Выражение для такой мощности, получившей название критической Р р, можно получить пе только па основе приближенного решения параболического уравнения, но и из наглядных соображений при рассмотрении полного внутреннего отражения лучей от стенки нелинейного волновода, сформированного самим излучением в среде [11]. Выражение для критической мощности самофокусировки гауссова нучка имеет следующий вид [c.244]

КМС проявляется в чистом виде только при сравнительно небольших превышениях мощности накачки над критической мощностью самофокусировки Р/Р р 10. Прп более высоких мощностях в игру вступает неустойчивость структуры нучка относительно мелкомасштабных возмущений интенсивности или, как еще называют этот эффект, мелкомасштабная самофокусировка (ММС) [181. [c.245]

Критическая мощность самофокусировки. В дальнейшем мы убедимся (см. 3.2), что луч лазера, распространяясь в оптически прозрачной нелинейной среде, так изменяет ее свойства, что диэлектрическая проницаемость среды приобретает добавку, пропорциональную интенсивности световой волны, или, что то же самое, квадрату модуля амплитуды светового поля Е [c.185]

Пример. Оценим критическую мощность самофокусировки для сероуглерода. Для S2 2 = 1,45 10 см /эрг, Uq 1,6. Тогда для второй гармоники лазера на неодиме (X = 0,532 нм) получаем [c.189]

Из (19) видно, что (Рир)ш1п не зависит от радиуса пучка. С другой стороны, выше было выяснено, что д, ос у , т. е. имеет место аберрация при самофокусировке. Поэтому в том случав, когда полная мощность пучка Р>(Ркр)ш1п, возникает многофокусная структура распространения поля в среде [4]. Первый фокус возникает от приосевой области пучка, радиус которой определяется из того условия, что мощность излучения в этой области равна критической мощности, Р(а1) Р р. Вне этой приосевой области пучок разбивается на ряд кольцевых зон, мощность в каждой из которых Р(аг)>Р р и каждая из которых приводи [c.172]

Следующая стадия развития мелкомасштабных возмущений заключается в образовании треков самофокусировки в объеме стекла и -за сильной концентрации мощности. Диаметр треков разрушения составляет 3—10 мкм, что при значении критической мощности Рвр З МВт дает. интенсивность излучения более 3-10 Вт/см Эта величина больше лучевой стойкости не только включений, но и матрицы стекла. [c.252]

Из формулы (3.1.16) вытекает, что условие возникновения самофокусировки определяется полной мощностью пучка, а критическая мощность [c.188]

Временные и пространственные самовоздействия аналогии и различия. Физика самовоздействия волнового пакета проиллюстрирована на рис. 2.2, на котором качественно показано, как изменяются фаза импульса, его форма и частотный спектр s((o) по мере распространения в нелинейной диспергирующей среде с пС>0 при 2<0. Много общего с рассмотренным процессом имеет самовоздействие волнового пучка. Начальный этап самовоздействия пучка, как и волнового пакета, связан с фазовой самомодуляцией. Однако теперь это пространственная самомодуляция, при которой неоднородное распределение интенсивности за счет нелинейности показателя преломления деформирует волновой фронт. В среде с пС>0 при мощности пучка, превышающей так называемую критическую наведенная пространственная самомодуляция приводит к сжатию пучка с колоколообразным распределением интенсивности — возникает эффект самофокусировки [1]. [c.71]

Теоретическое рассмотрение расслоения световых пучков с конечной апертурой проведено в [71] для коллимированных и в [72] для сходящихся и расходящихся пучков. Образование нитей зависит от формы пучка, поскольку определяющая это явление интенсивность меняется в поперечном сечении. Таким образом, в реальном пучке, наряду с его самофокусировкой как целого (крупномасштабная самофокусировка), может развиваться разбиение пучка на нити (мелкомасштабная самофокусировка). При существенном превышении мощностью пучка критического значения мелкомасштабная самофокусировка доминирует. Отметим, что особенности пространственной неустойчивости встречных плоских волн обсуждаются в [73]. [c.104]

Как видно из (20.22), самофокусировка начинается лишь при условии, что амплитуда (или мощность) входящей в нелинейную среду волны конечной апертуры превышает некоторое критическое значение. Например, для цилиндрических возмущений радиуса Я самофокусировка начинается, лишь когда мощность энергии, заключенная внутри окружности радиуса Я, больше величины Ркр = 7г i /(f o /3 ) [c.425]

Ро > Ркр, нл < -йд- Если мощность пучка превышает критическую, то нелинейная рефракция подавляет дифракцию и ширина пучка уменьшается — наступает самофокусировка. Ширина пучка обращается в нуль, / -> О, на конечном расстоянии [c.293]

И учитывая, что эффективное самовоздействие в нелинейной среде происходит на продольной длине области перетяжки пучка L 2kool, где Оо—радиус пучка, получаем, что заметного уширения спектра можно достичь только при уровне мощности 2к1пг), который соответствует критической мощности самофокусировки (2.5.9). [c.173]

Наименьшими значениями п , как это следует из выражения (1.37), должны обладать чисто фторидные основы, а наибольшими — силикатные. Экспериментально измеренные значе1шя а для линейно-поляризованного спета у стекол различных составов представлены в табл. 1.11. Измерения проводились различными методами — по смещению интерференционных полос [116—118], по двулучепре-ломлению [119], по определению критической мощности самофокусировки [110—1201 и другими, на которых мы здесь останавливаться не будем. Отметим только, что разные методы измерения Лг дают за.метную разницу в результатах. Однако от1юсительные значения Пг, полученные одним и те.м же методом, по-видимому, заслуживают доверия. [c.51]

При измерении г по методу определения критической мощности самофокусировки в стекле измерялась только электронная поляризуемость, т. е. значение, меньшее общего п . В той же таблице приведены расчетные значения Пз, полученные по формуле (1.37). Учитывая приближенный характер соотношения (1.37), а также сделанное выше замечание о достоверности экспериментальных значе1[ий Лг, соответствие экспериментальных и расчетных данных следует признать вполне удовлетворительным. [c.51]

При Р Ркр, к лс лiл Именно с этим обстоятельством связана доминирующая роль ММС в мощных лазерных системах, мощность излучения в которых в 10 —10 раз превышает критическую мощность самофокусировки. [c.247]

Подавление самофокусировки при нарушении пространственной однородности или временной когерентности излучения. До сих пор мы рассматривали методы подавления ММС на пути сохранения высокой пространственной однородности излучения. Однако возможен к другой, прямо противоположный путь, заключающийся в разупорядо-чении пространственной структуры пучка [47] на мелкомасштабные зоны. Как следует из предыдущего рассмотрения, поперечный размер зон должен быть существенно меньше масштаба, увлекаемого самофокусировочной неустойчивостью, или, другими словами, в каждой пространственной неоднородности должна содержаться мощность меньше критической мощности самофокусировки, что приводит к следующему неравенству [c.258]

Величина носит название критической мощности самофокусировки. При 3 = Ркр реализуется случай самоканалирования лазерного пучка. Однако такой режим распространения является неустойчивым, и любые потери вследствие поглощения или рассеяния могут нарушить равновесие между самофокусировкой и дифракцией в пользу последней. [c.188]

Красная грапида 56 Критерий Лоусона 269 Критическая мощность излучения при самофокусировке 171 [c.274]

Критическая мощность пучков в периодической системе нелинейных элементов возрастает по сравнению со сплошной нелинейной средой в LU раз (L — длина воздунпюго промежутка между иелииейиыми слоями толщиной I) [15]. Это означает, например, что развитие КМС в дисковых усилительных системах замедлено. Все эти особенности КМС присущи не только гауссовым пучкам, но и пучкам с другими законами распределения интенсивности. При этом только несколько изменяются характерные величины — Р р, длина самофокусировки, число фокусов. Так, гииергауссовы пучки более устойчивы к КМС, чем гауссовы пучки [16, 17). [c.245]

Для рассмотренной в 2.3 модели среды с анизотропными молекулами при = 10 м7В получаются критические мощности к порядка нескольких 10 Вт. Мощность Lк представляет собой порог, ниже которого не может происходить самофокусировка и самозахват, и пучок расходится вследствие дифракции. Следует заметить, что это соотношение не зависит от поперечного сечения светового пучка следовательно, самозахват света происходит независимо от поверхности, на которую распределяется его мощность. Вследствие существования этого порога приходится видоизменить соотношение между мощностью лазера и фокусирующей длиной (4.13-5), так как порог приводит к конечным значениям 1р уже при сколь угодно малых мощностях лазера. Из соответствующих экспериментальных данных, а также из более точных расчетов следует, что уравнение (4.13-5) необходимо заменить уравнением [c.199]

При мощности лазерного излучения, гораздо меньшей критической, когда Р <К(Р р)ш111, самофокусировкой можно пренебречь, излучение распространяется в среде с исходной расходимостью при Р = (Р р)ш1п самофокусировка как раз компенсирует расходимость (иногда этот случай называют режимом волноводного распространения лазерного излучения), при Р > РЙпвозникает самофокусировка. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...