Составители:
Рубрика:
Федосов И.В.
53
Если мощность лазерного пучка достаточно велика, то кроме движения
частиц вдоль лазерного пучка, становится заметным еще один эффект. Части-
цы, оказавшиеся в лазерном пучке, смещаются к его оси – в область, где интен-
сивность излучения максимальна, и движутся вдоль нее. Более того, частицы,
однажды попавшие в лазерный пучок, больше не покидают его
, даже если сам
пучок перемещается относительно кюветы. Достигнув стенки кюветы, частицы
все равно остаются в пучке, собираясь в кластер в освещенной лазером области.
При выключении лазера частицы равномерно распределяются по объему
кюветы, а при включении – снова собираются лазерным пучком в кластер
(рис. 2).
Этот эффект свидетельствует о том, что кроме светового
давления, на-
правленного вдоль оси лазерного пучка, на частицы также действует некоторая
поперечная сила, удерживающая их в пучке. В случае, когда размеры части-
цы значительно больше длины волны света, возникновение этой силы можно
объяснить, исходя из представлений геометрической оптики. На рис. 3 показана
сферическая прозрачная частица, смещенная относительно оси лазерного пуч-
ка. Частица находится в области перетяжки пучка, поэтому падающий на нее
фронт волны можно считать плоским, а лучи, падающие на нее – параллельны-
ми.
Рис. 3. Силы, действующие на прозрачную микросферу
со стороны гауссова пучка лазерного излучения.
Распределение интенсивности света в поперечном сечении лазерного
пучка неравномерно. Например, в наиболее распространенном случае, когда ре-
зонатор лазера настроен на основную поперечную моду TEM
00
, оно достаточно
точно описывается гауссовой функцией. При этом интенсивность достигает
максимума на оси пучка и плавно уменьшается к его краям, как показано
стрелками в левой части рис. 3.
Рассмотрим два луча – a и b (рис. 3), которые падают на частицу симмет-
рично относительно ее горизонтальной оси. Так как показатель преломления
частицы n' больше
показателя преломления окружающей ее среды n, то она ра-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- …
- следующая ›
- последняя »
