ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
39
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
,E)Q(pEH
2
χ−=−=
и, следовательно, в световом поле возникает сила, действующая на моле-
кулярные колебания. Если поле содержит компоненты с частотами ω
н
и ω
с
,
разность которых близка к собственной частоте молекулярных колебаний
Ω
м
≈ω
H
— ω
c
, 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 I
н
мощной световой волны накачки с часто-
той ω
н
превышает пороговое значение I
пор
, зависящее от уровня оптиче-
ских потерь. При этом условии интенсивность низкочастотной (стоксовой)
волны с частотой ω
с
усиливается по закону
),zIgexp(II
нccoc
=
(3.30)
где коэффициент g
c
определяется параметрами среды, z — расстояние. При
g
c
I
н
z>>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 10
8
— 10
9
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.
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
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- …
- следующая ›
- последняя »