Семинарская работа №4 Прием третьего уровня в оптических стеклах, теоретическое обоснование и практический расчет Х

Семинарская работа №5
Изучение процесса самофокусировки
Среди других нелинейных оптических процессов самофокусировка отличается тем, что она носит лавинный характер, заключающийся в том, что даже слабое увеличение интенсивности светового пучка в некотором участке приводит к концентрации световой энергии в эту область. Такое увеличение интенсивности светового пучка в свою очередь приводит к дальнейшему дополнительному возрастанию интенсивности пучка в дайной области за счет усиления эффекта нелинейной рефракции. Так процесс приобретает лавинный характер. [c.401]

Явление самофокусировки может привести к сжатию пучка конечного диаметра в тонкую нить. Это явление особенно заметно в жидкостях с большой постоянной Керра. [c.401]

В чем заключается явление самофокусировки интенсивных световых потоков и каковы физические принципы, вызывающие это явление [c.456]

<="" img="">

Величина определяемая этим соотношением, носит название длины самофокусировки. Она пропорциональна начальному радиусу пучка и обратно пропорциональна амплитуде поля на его оси. Поскольку освещенность пропорциональна то можно сказать, что 4ф обратно пропорциональна квадратному корню из максимальной освещенности в сечении пучка. Кроме того, уменьшается с ростом коэффициента нелинейности 2- Все перечисленные закономерности физически вполне прозрачны чем меньше и чем больше Ап = 2 4о, тем резче изменяется показатель преломления в пределах сечения пучка и тем сильнее отклонение от прямолинейного распространения света. [c.822]

Явление самофокусировки наблюдалось для многих веществ — газов, жидкостей и твердых тел. Экспериментальные исследования подтверждают прямую пропорциональность между длиной самофокусировки 4ф и ]/ а 1 А1- [c.822]

Согласно сказанному выше самофокусировке благоприятствуют малые радиусы поперечного сечения пучков. Опыт показывает, однако, что существует некоторое оптимальное значение а = Оо, и дальнейшее уменьшение а требует не уменьшения, а увеличения мощности Р. Причина состоит в том, что при достаточно малых значениях а вступают в игру дифракционные явления, которые нэ принимались во внимание в предыдущих рассуждениях. Дифракция, очевидно, расширяет пучок и тем самым препятствует его самофокусировке, причем роль дифракции тем больше, чем меньше радиус пучка а. [c.823]

До сих пор не принималась во внимание ограниченность поперечных размеров реальных пучков, и тем самым предполагалось, что на интересующих нас толщинах среды I > /ф з ни самофокусировка, ни дифракция еще не проявляются. Если самофокусировка и дифракция точно компенсируют друг друга, то поперечное распределение амплитуды импульса не изменяется по мере его распространения в среде, т. е. собственно к этому случаю и относятся сделанные выше выводы. Если значение мощности превышает пороговое, даваемое соотношением (232.4), то поперечное сечение пучка уменьшается благодаря самофокусировке, и уширение спектра будет протекать более сложным образом. Качественно ясно, что увеличение амплитуды поля, сопровождающее самофокусировку, вызовет еще большее уширение спектра. Следует иметь в виду, однако, что при огромной концентрации энергии, имеющей место в случае сильно развитой самофокусировки, эффективно протекает и ряд других нелинейных процессов — вынужденное рассеяние. Мандельштама—Бриллюэна, вынужденное комбинационное рассеяние и др. [c.832]

Поскольку нас интересуют мощности излучения, не нарушающие целостность молекул, поправки к потенциальной энергии (235.5) можно считать сравнительно небольшими. Об этом говорит и тот факт, что для наблюдения самофокусировки и других явлений. [c.835]

Рассмотрим явление самофокусировки. Пусть в однородную среду с показателем преломления о падает параллельный пучок лучей кругового поперечного сечения диаметром (1 (рис. 36.5, а). [c.309]

Длина самофокусировки /сф (см. рис. 36.5, б) характеризует толщину слоя вещества, необходимую для пересечения крайних лучей с осью пучка (точка М) внутри нелинейной среды. Величина /сф определяется соотношением [c.310]

Следует подчеркнуть, что при большой мощности лазерного излучения возбуждается не только вынужденное комбинационное рассеяние, но и другие нелинейные процессы, например самофокусировка, которые существенно искажают и усложняют изучение процесса вынужденного комбинационного рассеяния. [c.313]

Высокая мощность лазерного излучения позволяет использовать в ОНК нелинейные оптические явления, в том числе параметрическую перестройку частоты излучения, самофокусировку света, активную спектроскопию когерентного рассеяния и др. Становится возможным активный оптический контроль, когда дефектные места объекта (дефекты топологии ИС и т. п.) могут локально удаляться испарением под действием луча ОКГ. [c.52]

Нелинейные В. у. позволяют описать взаимодействие волн (в т. ч. и квазимонохроматических), возникновение и эволюцию ударных волн и солитонов, самофокусировку и самоканализацию и т. д. [c.313]

На рис. 18.4 изображены световые пучки, распространяющиеся в жидкости при различных мощностях света на входе. Мощности варьируются светослабителями Ф. Как следует из рис. 18.4, а—г, при больших мощностях, согласно вышеизложенным теоретическим представлениям, происходит самофокусировка, в то время как при слабых М0Щ1ЮСТЯХ имеем дело с расходящимися пучками. [c.401]

Явление самофокусировки впервые было предсказано теоретически советским физиком Г. А. Аскарьяном в 1962 г. [c.401]

Возникшая как самостоятельный раздел оптики в начале 60-х годов (после появления лазеров) нелинейная оптика объединяет обширный круг явлений, обусловленных зависимостью параметров среды [коэффициенты поглощения k(v) и преломления n(v)] от интенсивности проходящего света. Оставим пока в стороне вопрос о нарушениях закона Бугера, связанных с у1сазанной зависимостью коэффициента поглощения k v) от напряженности электрического поля, и обратим внимание на свойства коэффициента преломления n(v), проявляющиеся в сильных полях. В таком изложении основ нелинейной оптики легче будет отделить классические эффекты (самофокусировка излучения, преобразование частоты света со всеми вытекающими отсюда последствиями) от квантовых, рассмотрение которых требует введения понятия фотона и других, более сложных представлений (см. 8.5). [c.168]

Из полученного значения < п> > пп сразу следует возможность самофокусировки лазерного излучения, предсказанной Г. Г. Аска-рьяном в 1962 г. и вскоре обнаруженной в эксперименте. Действительно, равенство (4.52) показывает, что если через какую-либо среду (твердое тело или жидкость с определенными свойствами ) проходит интенсивный пучок света, то он делает эту среду неоднородной — в ней как бы образуется некий канал, в котором показатель преломления больше, чем в других ее частях. Тогда для лучей, распространяющихся в этом канале под углом, большим предельного, наступает полное внутреннее отражение от оптически менее плотной среды ( см. 2.4) и наблюдается своеобразная фокусировка излучения. Наиболее интересен случай, когда подбором входной диафрагмы для данного вещества удается установить такой диаметр канала 2а, что дифракционное уширение >L/(2a) (см. 6.2) компенсирует указанный эффект и в среде образуется своеобразный оптический волновод, по которому свет распространяется без расходимости. Такой режим называют самоканализацией (самозахватом) светового пучка (рис. 4.21). Весьма эффектны такие опыты при использовании мощных импульсных лазеров, излучение которых образует в стекле тонкие светящиеся нити. Однако в газообразных средах самофокусировка не имеет места, что существенно ограничивает возможность использования этого интересного явления. [c.169]

Вт при а = 0,5 мм, 1 = 10 см. Таким образом, для опытов по самофокусировке требуются сравнительно высокие мощности пучков, которые, однако, вполне доступны при использовании лазеров. Средняя освещенность в рассмотренном числовом примере составляет Р1псР = 10 Вт/см . С помощью закона Стефана—Больцмана легко подсчитать, что для достижения такой же освещенности при использовании излучения абсолютно черного тела необходима температура Т — 2,7 - № К, где Q — телесный угол пучка. Из произведенного сопоставления понятно, почему явление самофокусировки было открыто лишь после создания мощных лазеров (Н. Ф. Пилипецкий, А. Р. Рустамов, 1965 г. теоретическое предсказание Г. А. Аскарьян, 1962 г.). [c.823]

Анализируя самофокусировку, самодифракцию, уширение спектра импульса, мы пользовались выражением для показателя преломления [c.832]

Если 0диф>0о, часть дифрагированных лучей выходит из цилиндрического пучка света, т. е. пучок расширяется. При 0диф<0о все дифрагированные лучи испытывают полное отражение от боковой поверхности цилиндрического пучка. Так как в реальных условиях ограниченный по фронту световой пучок всегда имеет большую интенсивность на оси, то показатель преломления согласно (36.20) также будет иметь большую величину на оси пучка и убывать к его периферии. Вследствие этого лучи в пучке будут искривляться, пучок начнет сжиматься и может превратиться в узкий световой канал, т. е. произойдет самофокусировка пучка (рис. 36.5, б). Далее световой пучок распространяется внутри этого канала, обеспечивая сам себе своеобразный оптический волновод. Такой режим распространения светового пучка называется самоканализацией. В этом случае 0диф 0о, т. е. дифракционные явления полностью подавляются. [c.310]

При наличии такой нелинейности возникает целый ряд новых явлений (самофокусировка, появление ультразвуковых волн, возникновение мощных плазменных эффектов и т. д.). Работы этого направления ведутся у нас в ФИАН, МГУ, НИРФИ (Горький) и в других местах. [c.415]

БУДКЕРОВСКОЕ КОЛЬЦО — стационарное состояние кольцевого пучка релятивистских электронов с примесью нек-рого кол-ва положит, ионов, достигаемое благодаря самофокусировке. Назв. но нмени Г. И. Г>уд-кера, обобщившего условие самофокусировки релятивистского пучка электронов на кольцевое образование. Он показал, что при числе ионов (Л + ) в релятивистском электронно.м кольце, удовлетворяющем условию [c.233]

М, А. Миллер, Г. В. Пермитин. ВОЛНОВОЙ КОЛЛАПС — явление самопроизвольной концентрации (обычно с последующей диссипацией) волновой энергии в малой области пространства. Может иметь место при распространении разл. типов волн в средах с достаточно высоким уровнем нелинейности. Часто происходит взрывным образом (за конечное время). Примером В. к. является образование в результате эффекта самофокусировки- света точечных фокусов, сопровождающих распространение интенсивных лазерных импульсов в прозрачном диэлектрике, открытое в 1965, В 1972 теоретически предсказан коллапс ленг-мюровских волн в плазме, обнаруженный затем экспериментально. Впоследствии были теоретически изучены коллапсы волн разл. типов в плазме (эл.-магн.,, - геликонных), а также коллапс звуковых волн и др. [c.313]

№6