Панорамная визуализация частиц и полей в газовых средах поляризационными методами когерентного четырехволнового взаимодействия

• Автор: Акимов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ
ЧВВ В ВОЗБУЖДЕННЫХ И ИОНИЗОВАННЫХ
ГАЗОВЫХ СРЕДАХ
1.1. Когерентное четырехволновое взаимодействие как метод спектроскопии возбужденных газов и плазмы
1.2. Основные схемы четырехволнового взаимодействия в возбужденных газах и плазме
1.2.1. Вырожденное четырехволновое взаимодействие_
1.2.2. Четырехволновое взаимодействие с комбинационным резонансом
1.2.3. Четырехволновое взаимодействие с гиперкомбинационным резонансом
1.2.4. Генерация третьей гармоники
1.3. Нелинейно-оптическое преобразование
частоты в возбужденных газах и низкотемпературной плазме_
1.4. Нелинейности возбужденных газов
и низкотемпературной плазмы
1.4.1. Увеличение оптической нелинейности газовой среды в условиях заселения возбужденных связанных состояний атомов и ионов
1.4.2. О некоторых эффектах, связанных со столкновительными нелинейностями плазмы
Выводы к главе I
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Наносекундный лазерный комплекс для
когерентной спектроскопии ЧВВ лазерной плазмы

СОДЕРЖАНИЕ
2.1.1. Задающий генератор, каскады усиления
и удвоение частоты
2.1.2 Лазер на растворе органического красителя
2.1.3. Совмещение пучков и техника
поляризационных измерений
2.1.4. Система регистрации и обработки данных
2.1.5. Система приготовления и управления параметрами лазерной плазмы
2.1.6. Система синхронизации
2.2. Наносекундный лазерный комплекс для
исследования процессов ККР в газах сред
2.2.1. Задающий генератор и удвоитель
частоты на нелинейном кристалле
2.2.2. Лазер на красителе и ситема регистрации
Выводы к главе II
ГЛАВА III ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЫ НА ОСНОВЕ
КОГЕРЕНТНОГО ЧВВ
3.1. Физические принципы техники двумерной визуализации пространственного распределения параметров плазмы на основе когерентного ЧВВ с гиперкомбинационными резонансами
3.1.1. Интенсивность сигнала
четырех волнового смешения
3.1.2. Кинетическая модель
низкотемпературной лазерной плазмы
3.1.3. Фазовое рассогласование и поглощение
3.1.4. Временная эволюция параметров плазмы
3.1.5. Измерение поглощения волн,
участвующих в процессе ЧВВ
СОДЕРЖАНИЕ

3.2. Результаты и обсуждение
3.2.1. Одномерная визуализация атомов РЬ методом ЧВВ.
3.2.2. Чувствительность одномерной
визуализации плазмы методом ЧВВ
3.2.3. Пространственное разрешение
3.2.4. Перспективы: построение
послойных изображений
Выводы к главе III
ГЛАВА IV КОГЕРЕНТНОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА МОЛЕКУЛЯРНЫМ ВОДОРОДОМ В ПРИСУТСТВИИ ПОСТОЯННОГО
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
4.1. Измерения электрических полей с помощью когерентной четырехфотонной спектроскопии
4.2. Определение направления постоянного электрического поля в молекулярном водороде
4.3. Влияние свойств симметрии перехода
на состояние поляризации сигнала ККР
Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Глава!

продемонстрирована возможность управления спектром излучения на выходе из плазмы за счет изменения условий нелинейно-оптического взаимодействия с использованием двухчастотной накачки.
Важными для понимания возможностей оптического преобразования частоты в низкотемпературной лазерной плазме представляются также эксперименты [51], в которых наблюдалась генерация гармоник высокого порядка (вплоть до 13-й) излучения КгГ лазера. Схема эксперимента была аналогична схеме, реализованной в работах [41, 42]. Для создания плазмы использовались импульсы излучения КгБ лазера с длительностью 25 не. С помощью пары цилиндрических линз это лазерное излучение фокусировалось на поверхность углеродной мишени. Интенсивность излучения, создающего плазму, в фокусе достигала 108 Вт/см2. Для генерации гармоник использовались импульсы излучение субпикосекундного ЮГ лазера с длительностью 0.7 пс и энергией 20 мДж. Интенсивность субпикосекундного излучения в фокусе составляла 6*1015 Вт/см2. Аналогично работам [41, 42, 47 - 49, 176 - 179] были исследованы зависимости интенсивностей оптических гармоник от времени задержки между субпикосекундными и наносекундными импульсами. Экспериментальные данные, полученные авторами [51], свидетельствуют также о влиянии эффектов фазового рассогласования на процесс генерации гармоник.
Эксперименты [47 - 49] показали, что эффективность и свойства нелинейно-оптического преобразования частоты в низкотемпературной лазерной плазме существенно зависят от условий фазового согласования. Подробному экспериментальному и теоретическому исследованию влияния эффектов фазового согласования на эффективность и свойства нелинейнооптических процессов в плазме оптического пробоя были посвящены также работы [176 - 179]. В работе [180] обсуждается и экспериментально демонстрируется идея использования дисперсии плазмы для “инженерии оптических гармоник”, т.е. активного формирования спектра гармоник