Механизмы многоволновых взаимодействий в ограниченных средах при световом и магнитном воздействиях

• Автор: Жуков, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 284 с. : ил.

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

1. Взаимодействия оптических, магнитных и акустических воли (Обзор)

1.1. Нелинейные среды для электромагнитного излучения

1.1.1. Обращение волнового фронта

1.1.2. Тепловая нелинейность

1.1.3. Многоволновое взаимодействие в поглощающих средах

1.2. Нелинейности магнитных сред

1.2.1 Ферромагнетики

1.2.2. Ортоферриты
1.2.3. Магнитодинамика ортоферритов
1.2.4. Магнитоакустическое взаимодействие
1.2.5. Многоволновые взаимодействия в ортоферритах
1.3. Другие виды нелинейностей
2. Тепловые и акустические эффекты при многоволновом взаимодействии электромагнитного излучения в поглощающих средах
2.1. Тепловые эффекты, влияющие на эффективность четырехволнового взаимодействия и пространственную структуру отраженной волны
2.1.1. Крупномасштабная модуляция фазы
2.1.2. Тепловое расширение среды
2.1.3. Влияние теплопередачи на четырехволновое взаимодействие
2.2. Эффективность четырехволнового взаимодействия в импульсном режиме
2.2.1. Схема четырехволнового взаимодействия с независимыми накачками
2.2.2. Шестиволновое взаимодействие
2.2.3. Четырехволновое взаимодействие с преобразованием параметров импульсов
2.3. Эффективность четырехволнового взаимодействия в непрерывном режиме
2.4. Особенности тепловой нелинейности в газах
2.5. Итоги главы
3. Экспериментальное исследование многоволнового взаимодействия лазерного излучения на термоиндуцированном механизме нелинейности
3.1. Методика эксперимента
3.2. Четырехволновое взаимодействие излучения среднего ИК диапазона
3.2.1. Четырехволновое взаимодействие в квазистационарном режиме
3.2.2. Четырехволповое взаимодействие в непрерывном режиме
3.2.3. Четырехволновое взаимодействие импульсного излучения С02-лазсра при фазовом переходе
3.3. Четырехволновое взаимодействие с преобразованием параметров импульсов излучения
3.3.1. Большие коэффициенты отражения [46]
3.3.2. ЧВ многочастотного излучения
3.3.3. Визуализация излучения С02-лазера [47]
3.4. Тепловая нелинейность сжатых газов
3.4.1. ЧВ в сжатых газах
3.4.2. Вынужденное температурное рассеяние излучения С02-лазера
3.5. Итоги главы
4. Магнитоакустические волны в пластинах ортоферритов
4.1. Объемные магнитоакустические волны
4.2. Анализ возможных типов пластинчатых волн
4.3. Сдвиговые МА волны
4.3.1. Нормальные волны
4.3.2. Влияние поверхности на спектр нормальных волн
4.3.3. Возбуждение гиперзвуковых колебаний движущимся источником
4.4. Волны Рэлея-Лэмба

4.4.1. Возбуждение волн Лэмба деформациями поверхности
4.4.2. Возбуждение волн Лэмба объемным звуком
4.4.3. Возможность торможения доменных границ на дозвуковых скоростях
4.5. Итоги главы
5. Экспериментальное исследование многоволновых магнитоакустических взаимодействий в пластине ортоферрита иттрия
5.1. Методика эксперимента
5.1.1. Метод темного поля
5.1.2. Интерферометрический метод
5.1.3. Магнитооптический метод
5.2. Изгибные магнитоакустические волны
5.2.1. Возбуждение магнитоакустических волн
5.2.2. Абсолютные измерения амплитуды изгибных волн
5.2.3. Обсуждение
5.3. Дозвуковая динамика доменных границ
5.4. Многоволновое взаимодействие
5.4.1. Взаимодействие волн Рэлея-Лэмба
5.4.2. Взаимодействие доменной границы с многоволновыми возбуждениями
5.4.3. Обсуждение результатов
5.5. Итоги главы
6. Практическое применение нелинейных многоволновых взаимодействий
6.1. Применение ОВФ
6.1.1. Схемы с пересекающимися пучками
6.1.1. Схемы с преобразованием частоты
6.2. Лазерные технологии
6.2.1. Лазерная резка композиционных материалов
6.2.2. Оптический контроль теплофизических свойств обрабатываемых материалов

1.2. Нелинейности магнитных сред
Обменное взаимодействие квантовой природы делает возможным магнитное упорядочение, а также приводит к существованию магнитных волн [97]. Магнитные среды занимают особое положение, так как энергия магнитной подсистемы сравнительно небольшая и не только легко достижима в эксперименте, но и во многих случаях присутствует, как неустранимая особенность при определенных граничных условиях изначально в виде доменных границ [96, 187-189].
1.2.1 Ферромагнетики
В микроскопических теориях амплитуды магнитных моментов М при низких температурах полагаются постоянными:
|М| = М = согаз* (1,18)
(равномодульная модель), если они создаются электронами, локализованными около узлов решетки [96, 190, 191]. Рассмотрим основные модели магнитных структур на примере ферромагнетика ромбической симметрии с соответствующим термодинамическим потенциалом магнитной системы [192]
где Ь з, — константы анизотропии второго и четвертого порядков, т1 = —'

Для переориентаций в плоскости х/. в сферических координатах тх = бшВ, т~ = сойВ при ту = 0 с точностью до постоянной составляющей Ф(/ равен:
Ф м = Ьхт + Ъът + Ьрпх + Ь5т! + Ь6т2хт1,
(1.19)

(1.20)
дФ,
Минимизация энергии — = 0 или

ным состояниям системы
1) ш(0) = (0; 0; ± 1); зт0(О)=О;