Экспериментательное исследование процессов, приводящих к частотно-угловой диффузии квазирезонансного излучения

• Автор: Плеханов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 117 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

§ I. Вынужденное многофотонное рассеяние

§ 2. Резонансная самофокусировка и фазовая модуляция

§ 3. Частотно-угловая диффузия квазирезонансного излучения

§ 4. Постановка задачи

ГЛАВА II. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

§ I. Одномодовый импульсный лазер на красителе

§ 2. Бихроматический лазер

§ 3. Объект исследования

§ 4. Регистрирующая аппаратура и методика регистрации

и обработки спектрограмм и интерферограмм

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ ЧАСТОТНО-УГЛОВОЙ ДИФФУЗИИ МОЩНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, КВАЗИРЕЗОНАНСНОГО ПЕРЕХОДУ Рз/2 АТОМА НАТРИЯ.
§ I. Изучение процессов, приводящих к уширению линии
излучения, прошедшего через резонансную среду
§ 2. Условия обнаружения конического рассеяния
§ 3. Основные соотношения
§ 4. Результаты экспериментального исследования конического излучения вблизи частоты перехода
35*- ЗР3/г атома натрия
§ 5. Исследование поперечных сечений пучков взаимодействующих волн внутри кюветы с парами натрия . . 69 § 6. Эксперименты с пробным полем

§ 7. Сопоставление с другими работами
Глава IV. ОСОБЕННОСТИ ЧЕТЫРЕХФОТОННОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАССЕЯНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ДУБЛЕТНЫМ РАСЩЕПЛЕНИЕМ РЕЗОНАНСНОГО УРОВНЯ АТОМА НАТРИЯ.
§ I. Введение
§ 2. Коническое излучение вблизи частоты перехода
атома натрия
§ 3. "Боковые" области параметрического усиления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Среди разнообразных направлений нелинейной оптики особое место занимают исследования нелинейных резонансных оптических явлений в газах. Резонансный характер взаимодействия сильного поля со средой приводит к целому ряду всевозможных эффектов - смеще -нию и расщеплению уровней, самовоздействию света, большой веро -ятности многофотонных процессов поглощения, излучения и рассея -ния света. Результатом этих процессов является значительное изменение углового и спектрального состава излучения, прошедшего через резонансную среду. Поэтому изучение процессов, приводящих к частотно-угловой диффузии квазирезонансного излучения, актуально с точки зрения ряда принципиальных вопросов взаимодействия лазерного излучения с нелинейной средой. Кроме того, проявление этих эффектов необходимо учитывать в практической деятельности. Так, в последнее время привлекает интерес проблема разработки эффективных преобразователей частоты с целью получения перестран -ваемого ультрафиолетового и инфракрасного когерентного излучения на основе смешения оптических частот и распадных параметрических процессов в газах /1-3/ • Создание источников излучения в ука -занных частях спектра, где газообразные среды оптически прозрачны, позволит подойти к решению ряд трудных задач, связанных с диагностикой плазмы /4,5/ , голографии /~6] , стимулирования химических и биохимических реакций [1] и т.д.
Меньшая концентрация частиц в газовых средах по сравнению с нелинейными кристаллами, более высокий порядок нелинейности цриводит к необходимости использования мощных полей возбуждающих излучений, а также резонансных процессов с целью увеличения не -линейной восприимчивости газов. В этих условиях резко возрастает

поля растет ггри приближении частоты сильного поля к резонансным ЛИНИЯМ поглощения , °^'/2 (3&'/г ~ ЗН/2, у2) . Интенсивность прошедшей сильной волны при этом уменьшается. В областях вблизи °^3/аз наблюдается поглощение как слабого, так и сильного полей. Только при невысоких плотностях паров М^ Ю14см“3 И большой интенсивности лазерного излучения ^ 10® Вт/см2 в точном резонансе наблюдалось резкое уменьшение поглощения сильного поля.
Для выяснения процессов, приводящих к образованию крыльев линии прошедшего излучения, а также усилению слабого поля с непрерывным спектром, нами были проведены эксперименты с бихрома-тическим возбуждением паров натрия. Интервал частот между сильной и слабой компонентами излучения менялся в широких пределах. На рис. 12а приведен пример, коцца спектр падающего в кювету с натрием излучения содержал две компоненты, расстояние между которыми было 0,5 см“1. Высокочастотная компонента была на порядок слабее, её частота на 1,8 см”1 меньше ^'/е. . В спектре излучения, выходящего из кюветы с натрием, наблюдается третья компо

нента, смещенная на 0,5 см в низкочастотную сторону относительно сильной компоненты (рис. 126). Слабая высокочастотная компо -нента при распространении через пары натрия усиливается, а сильная ослабляется.
Таким образом, возникновение компоненты на зеркальной частоте, а значит и наблюдаемое усиление слабого поля, обусловлены ЧРПР типа . Эффективность таких процессов растет при увеличении плотности паров, мощности лазера и уменьшении отстройки. Все эти особенности наблюдались в наших экспериментах.
Контур пика в спектре прошедшего излучения (рис. II) был изучен с помощью интерферометра Фабри-Перо. Форма пика оказалась