Нелинейные эффекты в оптоволоконных системах. Клюев В.Г. - 39 стр.

       В условиях, когда Q определяется тепловыми движениями в среде,
(3.29) описывает спонтанное комбинационное рассеяние.
       Зависимость χ(Q) является одновременно причиной обратного воз-
действия световых волн на молекулярные колебания. Действительно, энер-
гия взаимодействия молекулы со световой волной равна
                               H = −pE = −χ(Q ) E 2 ,
и, следовательно, в световом поле возникает сила, действующая на моле-
кулярные колебания. Если поле содержит компоненты с частотами ωн и ωс,
разность которых близка к собственной частоте молекулярных колебаний
Ωм≈ωH — ωc, то действующая сила приводит к резонансной раскачке коле-
баний. На хаотические внутримолекулярные движения накладываются ре-
гулярные вынужденные колебания, фазы которых в различных молекулах
определяются фазами компонент светового поля: происходит фазировка
молекулярных колебаний.
       Экспериментально ВКР проявляется как неустойчивость интенсив-
ной световой волны накачки в комбинационно-активной среде. Вторая
компонента светового поля возникает за счет спонтанного комбинацион-
ного рассеяния. ВКР является пороговым эффектом — неустойчивость
возникает, если интенсивность Iн мощной световой волны накачки с часто-
той ωн превышает пороговое значение Iпор, зависящее от уровня оптиче-
ских потерь. При этом условии интенсивность низкочастотной (стоксовой)
волны с частотой ωс усиливается по закону
                           I c = I co exp(g c I н z ),            (3.30)
где коэффициент gc определяется параметрами среды, z — расстояние. При
gcIнz>>1 волна накачки истощается, происходит эффективный энергообмен
между волнами. Такова картина стационарного ВКР.
       Особенности нестационарного ВКР были поняты фактически в конце
60-х — начале 70-х годов. Именно в это время выполнены эксперимен-
тальные и теоретические работы, выявившие главные черты ВКР сверхко-
ротких световых импульсов. Узкие рамановские линии в газах имеют ши-
рину 108 — 109 Гц. Поэтому уже в поле импульсов длительностью 10—100
нс нелинейный отклик молекул становится существенно нестационарным.
Инерция отклика молекулы уменьшает амплитуду ее вынужденных коле-
баний и снижает, очевидно, эффективность вынужденного рассеяния. С
другой стороны, как и в случае генерации гармоник и параметрических
взаимодействий, при вынужденном рассеянии коротких импульсов возни-
кают эффекты группового запаздывания, обусловленные разностью груп-
повых скоростей импульса накачки и стоксова импульса.
       Эффекты, обусловленные конечным временем локального отклика
(локальная нестационарность) и дисперсией среды (волновая нестационар-
ность), наблюдались экспериментально в начале 70-х годов.
                                   39