Вынужденное рассеяние - мандельштам
Cтраница 2
Таким образом, обеспечиваются генерация гармоник основного излучения ( при использовании квадратичной и кубической нелинейности), суммовых и разностных частот, сопряжение фаз - обращение волнового фронта, оптическая бистабилытость и переключение, параметрическое плавное преобразование частоты и др. Кроме того, к нелинейной оптике относится ряд спектральных эффектов типа когерентного комбинационного антистоксова рассеяния или вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна. Все эти эффекты порознь и в совокупности создают возможность разработки большого многообразия нелинейно-оптических устройств и систем ( см. гл. [16]
Вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна. [17]
Хотя вынужденное рассеяние наблюдалось во многих твердых телах и жидкостях, а полупроводниках, имеющих большие фотоупругне коэффициенты, происходит паразитный нагрев, который уменьшает интенсивность или делает невозможным вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна. Однако Азам и др. [6.40] наблюдали вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна в обратном направлении в Ge при использовании излучения СО2 - лазера с модулированной добротностью. [18]
Эти эффекты можно грубо разбить на два класса, различающиеся тем, колеблется ли наведенная поляризация с частотой падающего поля или нет. Ко второму классу относятся вынужденное комбинационное рассеяние ( ВКР), вынужденное рассеяние Мандельштама - Брилдюэна ( ВРМБ) и четырехволновое смешение. [19]
Когда две и более оптические волны вместе распространяются по световоду, из-за нелинейности световода они могут взаимодействовать друг с другом. Вообще, в результате этого за счет таких эффектов, как вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама Бриллюэна, генерация гармоник, четырех-волновое смешение, при определенных условиях могут возникать новые волны; все эти процессы рассматриваются в гл. [20]
Рагульский, Зельдович и др. [44] нашли еще один, более естественный способ получения обращенных волн. Оказалось, что если на кювету / С, заполненную веществом, которое способно к вынужденному рассеянию Мандельштама - Бриллюэна ( например, сероуглерод), направить волну Wu с неоднородным волновым фронтом, то от кюветы эта волна отразится в виде волны U. [22]
Следует отметить, что уже сама такая постановка вопроса в середине 70 - х годов вызвала бы недоумение. Дело в том, что в начале 70 - х годов осознание реальной способности ОВФ компенсировать динамические неоднородности активных сред [9] и в особенности открытие и изучение явления ОВФ при вынужденном рассеянии Мандельштама - Бриллюэна в известном блестящем цикле работ, идеологом которых был В.В. Рагуль-ский, привели к гипертрофированной оценке возможностей этого метода. Если в начале 60 - х годов многим казалось, что достаточно построить лазер, чтобы в силу самой когерентности излучателя достичь расходимости, равной дифракционному пределу ( сколь бы малым при данных размерах сечения он ни был), то теперь - что для автоматического достижения этой цели недоставало лишь ОВФ. [23]
На самом деле они всегда играют существенную, а часто п определяющую роль, изменяя частоту и пространственное распределение исходного лазерного излучения, падающего на среду при распространении излучения в среде. Роль вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна ( лекцгш 10 п 1 i) оказалась совсем не тривиальной. Эксперименты показали, ч го в ряде случаев когерентная гипорзвуковая волна, возбуждаемая спетовоп полной, уносит значительную долю зноргпп п тем самым препятствует разрушению н возникновению самофокусировки. Однако в ряде случаев наблюдаются разрушения, обусловленные болышш амплитудой возбуждаемого гиперзвука. [24]
Распространение мощного излучения, испущенного оптическим квантовым генератором, сопровождается так называемыми нелинейными явлениями. Некоторые из них - вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна, вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея и вынужденное температурное рассеяние - описаны в главе XXIX; выше упоминались также многофотонное поглощение и многофотонная ионизация ( см. § 157), зависимость коэффициента поглощения от интенсивности света ( см. § 157), нелинейный или многофотонный фотоэффект ( см. § 179), многофотонное возбуждение и диссоциация молекул ( см. § 189), эффект Керра, обусловленный электрическим полем света ( см. § 152); сведения о других будут изложены в § 224 и в гл. Совокупность нелинейных явлений составляет содержание нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии, которые сформировались в 60 - е годы и продолжают быстро развиваться. [25]
Помимо указанной, к нелинейным явлениям приводит и ряд других причин; часть из них будет рассмотрена ниже. Некоторые нз них - - вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна, многофотонное поглощение и ионизация ( см. § 157), нелинейный фотоэффект ( § 179) - описаны выше. В данной главе рассмотрены явления, сводящиеся, в общих чертах, к изменению направления распространения и спектрального состава излучения. [26]
В зависимости от значений р и ш0 могут иметь место несколько различных случаев. Если р 0 и о 0, то уравнение (7.25) описывает акустические волны. Из приведенных выше рассуждений ясно, что вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна является просто частным случаем ВКР. Мы не будем обсуждать вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна в этой главе, так как оно обсуждается в гл. В пределе, когда взаимодействием между молекулами можно пренебречь, оптические фонопы не имеют дисперсии и соответствуют молекулярным колебаниям. В большинстве случаев наблюдается ВКР оптическими фононами или молекулярными колебаниями. [27]
Примерами такого взаимодействия являются дифракция света на ультразвуке, а также спонтанное и вынужденное рассеяние Мандельштама - Ериллюэ-на, К такого рода взаимодействию можно отгости и возникновение упругой волны под действием эл. Этот процесс можно представить как рассеяние фотона на фононе, при этом знак - соответствует испусканию фопона, а знак - - - поглощению. [28]
На рис. 2.27 показаны теневые снимки пробоя в воде при фокусировании излучения рубинового лазера. В работах [147; 148] показано, что при дальнейшем увеличении мощности область четочных пробоев сливается а единую пить. Одной из важнейших причин распространения че-гочиых пробоев и нитевидных структур является формирование мощного излучения вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна ( ВРМБ) или вынужденного комбинационного рассеяния ( ВКР) нз фокальной области. В инициировании лазерного пробоя определяющую роль играет наличие микроскопических пе-однородностей, которые могут обладать значительным коэффициентом поглощения и вызывать локальный нагрев. [29]
Второй, более распространенный тип коррекции основан на тех или иных корректирующих устройствах, вводимых в усилительные каскады лазера. При развитых нелинейных искажениях, например самофокусировке, широко используются такие статические средства, как пространственная фильтрация, аподизация диафрагмы, оптическая ретрансляция ( см. гл. Применительно к лазерам на неодимовом стекле, как правило, используется ОВФ на основе вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна. [30]
Страницы: 1 2 3