Cтраница 3
Двумя важнейшими свойствами индуцированной поляризации являются новиикповепие поляризации на частоте, отличной от частоты внешнего поля, п се нелинейный характер. Оба эти свойства качественно легко понять, используя для описания взаимодействия среды ц поля язык рассеяния света. Так, кроме рэлеевского рассеяния ( ш11ас со ад) может рсилизоиаться также и комбинационное рассеяние ( й асо5 о) яд), которое и проявляется как поляризация на частоте сорасс, отличной от частоты внешнего поля юпэд - другой стороны, при рассеянии света кроме одиофотогшого возбуждения может реализоваться п многофотонное возбуждение, что ц проявляется кик нелинейная поляризация. [31]
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. [32]
Мпогофотонное возбуждение представляет собой процесс, в котором электрон в квантовой системе ( в атоме, молекуле) переходит из одного ( начального) связанного состояния в другое ( конечное) связанное состояние в результате поглощения нескольких фотонов внешнего поля. При этом предполагается, что между начальным и конечным состояниями другие связанные электронные состояния отсутствуют, а если присутствуют, то в них не происходит реального перехода электрона при поглощении им фотона ( или нескольких фотонов) по причине отсутствия резонанса между энергией фотона ( нескольких фотонов) и энергией перехода или запретом такого перехода. Таиим образом, многофотонное возбуждение представляет собой процесс, в котором отсутствуют промежуточные резонансы; резонанс существует лишь между энергиями нескольких фотонов и энергией перехода между начальным и конечным состояниями. Соответственно многофотонное возбуждение противоположно каскадному ( или ступенчатому) возбуждению, когда поглощение каждого последующего фотона переводит квантовую систему из одного связанного состояния в другое ( более высоиое) связанное электронное состояние. Принципиальная возможность многофотонного перехода электрона из одного связанного состояния в другое ( связанно-связанный переход) обусловлена соотношением неоп - ределенности энергия - время. [33]
При возбуждении в принципе может быть использован не только однофотонный резонансный переход ( п - п 1), но и двухфотонный резонанс ( п - п 2), в этом случае суммарная энергия двух квантов одной частоты равна энергии такого перехода. Двухфотонный резонанс может быть использован и на первой, и на второй возбуждающих частотах. Плотности энергии излучений, обеспечивающих резонансное возбуждение, должны быть близки к насыщающим, чтобы вовлечь в процесс больше молекул в зоне облучения, не потеряв при этом селективности из-за возможного многофотонного возбуждения молекул с нецелевым изотопом при больших плотностях энергии. [34]