Световое давление в лазерных пучках

Световое давление в лазерных пучках 297 [c.297]

С действием радиационного давления в газовых и конденсированных средах связаны эффекты вынужденного рассеяния Мандельштама—Бриллюэна, стрикционный механизм самофокусировки лазерного пучка, пленение, нагревание и охлаждение резонансно взаимодействующих атомов и молекул в поле стоячей световой волны, селекция возбужденных и невозбужденных атомов [c.39]

Перечислите основные параметры гауссова пучка. Каковы причины возникновения радиометрических сил и как они были устранены в опытах Лебедева Перечислите основные факторы, приводящие к сжатию мишени в лазерном термояде. Можно ли сказать, что все эти факторы сводятся к световому давлению [c.28]

На первый взгляд, может показаться, что в принципе нет возможности уменьшать скорость атома, используя световое давление. Одиако на самом деле это возможно при антистоксовом рассеянии света на атоме. Процесс охлаждения атомов и ионов лазерным излучением осуществлен и иашел широкое применение в ряде приложений. Основанием к практической реализации процесса замедления (охлаждения) атомов является их относительно небольшая начальная скорость. Так, температуре Т порядка 100 К (комнатная температура) соответствует энергия порядка 10 эВ. Ия сопоставления этой анергии с приведенным выше значением силы светового давления видно, что давление может компенсировать начальную энергию на длине пути 10 см, что вполне реально. Отметим, что температура порядка 100 К — это типичная температура кипения щелочных металлов п, тем самым, кинетическая энергия щелочных атомов в атомном пучке порядка 10 эВ. [c.103]

Сила С. д. на отд, атомы невелика, но вследствие малости массы атома, эффект механич. воздействия света может быть значительным. Особенно велико такое воздействие, если частота лазерного излучения равна частоте ат. перехода (оптич. резонанс). Поглощая фотон, атом получает импульс в напр авлении лазерного пучка р, переходит в возбуждённое состояние, в к-ром находится конечное время. При спонтанном испускании фотона атом приобретает импульс (световая отдача) в произвольном направлении. При последующих поглощениях и спонтанных испусканиях фотонов произвольно направленные импульсы световой отдачи взаимно гасятся, и в конечном итоге резонансный атом получает импульс, направленный вдоль светового луча — резонансное световое давление, С увеличением мощности оптич. излучения резонансное С. д. насыщается, что связано с конечным временем жизни возбуждённого состояния. Если ср. время жизни с, то атом в среднем может рассеять не более 10 фотонов в 1 с. В действительности из-за наличия вынужденного излучения в возбуждённом состоянии атом может рассеять лишь половину этого кол-ва. Однако при насыщении резонансное С. д. может создавать ускорение атомов до 10 g (где g — ускорение свободного падения). [c.667]

Интерферометры применяются как для абсолютных измерений длин волн с высокой точностью, так и для спектрального разложения с высокой разрешающей способностью. Если для абсолютных измерений прежде всего используется интерферометр Майкельсона, то для спектрального разложения доминирующим является интерферометр Фабри — Перо, он представляет собой открытый резонатор с двумя зеркалами, обладающими высокими коэффициентами отражения. Благодаря симметричной его конструкции относительно оптической оси этот интерферометр особенно удобен для исследования многих проблем НЛО и лазерной физики, в которых подобные резонаторы используются уже в самих источниках света. Кроме того, интерферометр многолучевого типа допускает относительно компактную конструкцию. Особенно часто употребляется интерферометр Фабри — Перо с плоскими пластинками, его аппаратная функция уже была рассмотрена в разд. BI.II. В первую очередь рассмотрим следующее условие регистрации пусть в направлении оси падает идеально параллельный световой пучок (угол падения 0 = 0). На выходе регистрируется прошедшая через интерферометр мощность излучения, зависящая от длины резонатора I. (Если интерферометр заполнен газом, то путем изменения давления можно изменять показатель преломления и оптическую длину пути в интерферометре.) Кроме того, можно регистрировать зависимость от 0, если направлять падающий свет под различными углами падения и затем измерять распределение интенсивности в фокальной плоскости [c.50]

Ситуация, однако, в корне меняется, если рассмотреть воздействие света на отдельный атом при резонансном взаимодействии интенсивного лазерного излучения с веществом, то ссть когда частота света со близка к частоте перехода в атоме сО( . При насышении поглои ения (см. раздел 18.2) сила световоГо давления перестает зависеть от интенсивности света, определяется исключительно скоростью распада возбужденного состояния у и может иметь достаточно заметную величину. Так, атом натрия массой 23 а.е.м. = 3,8 10 кг с у 10 с в лазерном пучке с >- = 6 10" м получает ускорение около 2,5 м/с . Возможно наблюдать прямое действие сфокусированного лазерного пучка на прозрачные микрочастицы. Эффект оптической левитации достигается, например, при воздействии пучка мощностью 250 мВт на сферические полимерные частицы диаметром 5-20 мкм, поскольку ускорение частиц. может превышать ускорение свободного падения, они оказываются как бы подвешенными в световом луче. [c.297]

При ограниченных размерах нелинейной среды и поперечного сечения светового пучка накачки наиболее интересен случай рассеяния назад,- когда усиливаемые упругая и световая волны распространяются навстречу и каждая из них обеспечивает положительную обратную связь для процесса параметрического усиления другой. Если когерентный падающий пучок пространственно неоднороден, т. е. его интенсивность не постоянна по поперечному сечению, то при ВРМБ происходит интереснейшее явление обращения волнового фронта, не имеющее аналога в классической оптике. Схема эксперимента по его наблюдению приведена на рис. 10.6. Волновой фронт интенсивного лазерного пучка, имеющего высокую направленность, существенно искажается поставленной на его пути фазовой пластинкой Я со случайными неоднородностями. Расходимость пучка возрастает при этом в десятки раз. Затем линза Л с большой апертурой, достаточной для того, чтобы перехватить весь расширенный пучок, направляет свет в кювету К, заполненную сероуглеродом или метаном при высоком давлении. Небольшая часть лазерного пучка отражается плоскопараллельной пластинкой, и его угловое распределение в дальней зоне регистрируется измерительной системой С1. Аналогичная система С2 регистрирует рассеянный назад свет, также прошедший через линзу Л и фазовую матовую пластинку Я. [c.500]

На первый взгляд, может показаться, что, используя световое давление, можно создать трехмерную ловушку для нростраи-ственной локализации нейтральных атомов ). В частности, из-за спадания напряженности светового поля в сечении лазерного Луча при удалении от его оси на атом, движущийся поперек оси пучка, действует градиентная сила ), препятствующая его выходу из пучка. Однако по ряду причин ни одна из предложенных конкретных схем ловушек, основанных как на световом давлении, так и на градиентных силах, не решает проблему длительной локализации холодных атомов [8]. [c.106]

Хэнш и Шавлов в 1975 г. [11] предложили схему радиационного охлаждения этих и подобных им ансамблей частиц путем использования эффекта резонансного светового давления. Дпя этого частота охлаждающего лазерного пучка должна быть настроена в длинноволновое ( красное ) крьшо доплеровски уширенной линии поглощения ансамбля частиц. Поскольку переизлучение света резонансной флуоресценции хаотически движущимися частицами происходит равномерно во все стороны, то форма линии этой флуоресценции является доплеровской с центральной частотой, [c.101]

Световое давление дало возможность лазерного управления атомными пучка-ми. Силы, действуюип е на атомы, позволяют коллимировать (направлять) атомные пучки и изменять скоростное распределение частиц в них. Исключительно важным практическим применением этого эффекта является разделение изотопов, основанное на том, что изотопический сдвиг спектральной линии атома позволяет настроить лазерное излучение в резонанс только с одним изотопом. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...