Пластун Инна Львовна Саратов 2009 Обоснование выбора темы. Нелинейная оптика одна из самых интенсивно развивающихся разделов современной физики, в частности исследование

Скачать 222.73 Kb.

Название	Пластун Инна Львовна Саратов 2009 Обоснование выбора темы. Нелинейная оптика одна из самых интенсивно развивающихся разделов современной физики, в частности исследование
страница	4/5
Дата публикации	02.09.2013
Размер	222.73 Kb.
Тип	Реферат

100-bal.ru > Математика > Реферат

1 2 3 4 5

Нестационарная нутация и затухание свободной поляризации.

Нестационарная оптическая нутация впервые наблюдалась Тангом. Для эксперимента требовались оптические импульсы с достоточно крутым передним фронтом. Брюэр ии Шумейкер разработали технику импульсного штарковского переключения частоты, которая позволила наблюдать ряд нестационарных эффектов, в том числе нестационарную нутацию, с помощью лазеров непрерывного действия. Ширина спектральной линии лазера непрерывного действия намного меньше доплеровской ширины (или неоднородной ширины) перехода. Первоначально излучение лазера находится в резонансе с группой молекул внутри доплеровского контура. Резкое включение внешнего электрического поля сдвигает резонанс на другую группу молекул при условии, что штарковский сдвиг происходит в пределах доплеровского контура. Эта новая группа молекул начинает поглощать свет, что приводит к появлению вслед за включением поля нестационарной нутации. Конечно, такие же результаты можно получить при быстром изменении частоты лазера, а не резонанса вещества.

Чтобы можно было наблюдать нестационарную нутацию с несколькими периодами колебаний прежде, чем она затухнет, нужно чтобы модель системы соответствовала определенным условиям.

Оптическая нутация начинает проявляется при значениях амплитуды модуляции больше 1. Сначала рассмотрим графики без эффекта оптической нутации.

Рис.3.2.1Зависимость интенсивности пучка I от времени t(а) и размера пятна от времени (б) при E₀=10,Ω=0.78, ω₁=1

Но ситуация резко меняется при возрастании амплитуды модуляции.

Рис.3.2.2 Зависимость интенсивности пучка I от времени t(а) и размера пятна от времени (б) при E₀=10,Ω=0.78, ω₁=10

При более сильном поле этот эффект видно еще лучше.

Рис.3.2.3 Зависимость интенсивности пучка I от времени t(а) и размера пятна от времени (б) при E₀=10,Ω=0.78, ω₁=20

Однако стоит отметить, что характер самого эффекта меняется при сильном насыщении. (Рис. 1г).

Для более общего представления этого явления стоит рассмотреть графики интенсивности, и размера пятна при характерных параметры системы для насыщенностей E₀=0.1 E₀=5 E₀=20.

а б

в г

д е

Рис.3.2.4 Зависимость интенсивности пучка I от времени t и размера пятна от времени при ,Ω=0.5, ω₁=10 при слабом поле E₀=0.1(а-б),

при среднем поле E₀=5(в-г), при сильном поле E₀=20(д-е),

Из полученных графиков видно что эффект оптической нутации есть в обоих рассмотренных случаях, но характер самого явления сильно меняется. Стоит отметить что изменение характера эффекта является последствием проявления другого оптического эффекта рассматриваемой модели – нестационарности. Этот эффект будет более детально исследован в следующей главе.

Процесс оптической нутации возникает с увеличением амплитуды частотной модуляции при каждом прохождении резонанса лазерной частотой и проявляется, как уже было сказано, даже в случае слабых полей и оптически тонкого слоя. В сильных полях и протяжённых средах на развитие этого процесса влияют эффекты резонансного самовоздействия лазерного пучка, в частности, эффекты наведённой линзы и наведённой диафрагмы.

Влияние самофокусирующих свойств среды заключается в различном кратковременном воздействии при прохождении резонанса сверху вниз и снизу вверх, что проявляется в асимметрии зависимости интенсивности от частоты лазера при сдвиге от резонанса в сторону увеличения или уменьшения частот, а также в различной форме и амплитуде переходных осцилляций интенсивности и соответствующих изменений размера пятна . Описанный эффект можно использовать для получения дополнительной спектроскопической информации о свойствах среды.

Для наблюдения затухания свободной поляризации удобнее всего использовать метод гетеродинирования, когда регистрируется сигнал биений когерентного переизлучения с падающей волной, имеющей несколько сдвинутую частоту. В таких экспериментах идеальной является техника штарковского переключения уровней, предложенная Брюэром и Шумейкером. Когда группа молекул, вначале находившаяся в резонансе с излучением непрерывного лазера, резко выводится из резонанса на величину δω, возникающее излучение свободной поляризации этих молекул можно смешать с излучением лазера и получить затухающий сигнал биений с частотой δω. Затухание свободной поляризации можно использовать как спектроскопический метод, обладающий очень высоким спектральным разрешением. Если сдвиг δω будет меньше неоднородной ширины, то переключение частоты должно одновременно вызвать процесс нестационарной нутации.

Эффект затухания свободной поляризации проявляется при больших значениях ω1, при среднем и сильном поле. Вот как это выглядит на графиках:

а б

Рис.3.2.5 Зависимость интенсивности пучка I от времени t(а) и размера пятна от времени (б) при E₀=20,Ω=1, ω₁=20
Таким образом, можно утверждать, что распространение модулированного лазерного сигнала в двухуровневой среде с насыщением поглощения и дисперсии сопровождается проявлениями двух типов воздействий: нестационарных когерентных эффектов типа затухания свободной поляризации или нестационарной оптической нутации [2], возникающими даже в оптически тонком слое при увеличении амплитуды модуляции до величин, в десятки раз превосходящих времена релаксации, и эффектов резонансного самовоздействия лазерного пучка, проявляющихся в сильных полях, способных изменять характеристики среды, и усиливающихся по мере распространения сигнала. С учётом этих эффектов можно корректировать распространение лазерного сигнала при оптическом зондировании различных сред, увеличивать длину проникновения излучения и получать дополнительную информацию о свойствах среды на основе спектров пропускания.

1 2 3 4 5

Похожие:

	Реферат Тема: «Исследование нейтринных осцилляций в эксперименте opera» Физика нейтрино, в последнее время, один из быстро развивающихся разделов современной физики элементарных частиц		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Место урока в школьном курсе физики: Повторение ключевых понятий разделов «Кинематика», «Динамика», «Статика», «Оптика»
	Название раздела Реализация поставленных задач и обоснование выбора методической темы в 2013-2014 уч г		Знаменитые геодезисты Введение — излагается цель и задачи работы, обоснование выбора темы и её актуальность. Объём: 1 страница
	Пояснительная записка Цели и задачи дисциплины Изучение фундаментальных... Формирование навыков проведения научных исследований, ознакомление с современной научной аппаратурой. Ознакомление с историей физики...		Мотивация одна из важнейших проблем современной психологии, и одна... Познакомить с основными топологическими структурами сети и методов доступа. Сформировать познавательный интерес к содержанию учебного...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Проблема активности учащихся в процессе обучения – одна из самых актуальных в современной образовательной практике		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Материалы к урокам: Обобщающее повторение темы «Оптика». Подготовка к контрольной работе в формате егэ. Приложение: 16 вариантов...
	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... Теория функций комплексной переменной является одним из заключительных разделов общего курса высшей математики, изучаемой студентами...		Проблемы задолженности развивающихся стран Особенно ужасает всё нарастающее отставание развивающихся стран от индустриальных стран. Большую роль в этом отставании играет увеличивающаяся...
	«Моя родословная» На уроках окружающего мира я столкнулась с проблемой: дети не знают своего генеалогического дерева. Актуальность данной темы не вызывает...		О проведении VIII районного методического фестиваля «Уроки физики... Чувашской Республики в целях распространения передового педагогического опыта в преподавании физики и математики в районе. Для выявления...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обоснование выбора темы урока с точки зрения возможностей формирования и развития универсальных учебных действий. Место урока в изучаемой...		Уроки математики, физики и информатики в современной школе Районный методический фестиваль "Уроки математики, физики и информатики в современной школе" является массовой формой повышения квалификации...
	Доклад докладчик Глеб Овсянников, «Шлюмберже-Россия» Позвольте начать с темы энергосбережения, поскольку вместе с инновациями это, наверное, одна из самых актуальных тем. В том числе,...		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на изучение разделов аналитической геометрии и высшей алгебры, необходимых для понимания других...

Школьные материалы