КОГЕРЕНТНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА


КОГЕРЕНТНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА
КОГЕРЕНТНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА

- изменение частоты и (или) направления монохроматической пространственно когерентной световой волны (обычно излучения лазера) в оптич. среде, в к-рой исследуемые оп-тич. моды предварительно селективно возбуждены и сфазированы с помощью дополнительно вводимых в среду когерентных световых пучков со специально подобранными частотами и направлениями распространения. В отличие от спонтанного рассеяния света (см. Рассеяние света )элементарные акты К. р. с. протекают согласованно, т. е. когерентно. Такой коллективный характер отклика среды на зондирующее излучение достигается предварительным воздействием на неё дополнит. лазерных источников. В результате радикально изменяется взаимодействие зондирующего излучения с рассеивающей средой - оно приобретает характер дифракции на когерентных возбуждениях среды. Изменяются и характеристики рассеянного света: он становится когерентным, а диаграмма направленности резко анизотропной, интенсивность оказывается пропорциональной квадрату числа рассеивающих частиц, изменяются поляризац. свойства и др.

Оптич. характеристики среды могут изменяться под действием распространяющихся в ней световых воли достаточно большой интенсивности. В частности, возникает нелинейная добавка, 2511-32.jpg ,к оптич. диэлектрич. проницаемости: 2511-33.jpg. В центросимметрич-ной среде

2511-34.jpg

где 2511-35.jpg - тензор нелинейной восприимчивости3-го порядка, Ek , El - компоненты электрич. вектора световой волны в среде.

В К. р. с. в качестве возбуждающего излучения (накачки), "приготавливающего" когерентно рассеивающую среду, используется суперпозиция пары плоских монохроматич. волн с частотами 2511-36.jpg и волновыми векторами k1, k2 :

2511-37.jpg

Биения монохроматич. составляющих поля накачки наводят в среде в соответствии с (1) бегущую (при 2511-38.jpg ) либо стоячую (при 2511-39.jpg ) плоскую волну изменений диэлектрич. проницаемости с разностной частотой 2511-40.jpg и волновым вектором k1-k2

2511-41.jpg

(для простоты у 2511-42.jpg и 2511-43.jpg опущены тензорные индексы). Вводимая в возбуждённую среду пробная световая волна с частотой 2511-44.jpg и волновым вектором It испытывает дифракцию на бегущей (стоячей) волне 2511-45.jpg. Из-за Доплера эффекта частота дифрагировавшей волны отличается от частоты падающей: она либо меньше

2511-46.jpg , либо больше 2511-47.jpg частоты падающей (соответственно стоксово и антисток-сово рассеяние), а направление волнового вектора k с,k ас и, следовательно, диаграмма направленности когерентно рассеянного света определяются Брэгга - Вулъфа условиями:

2511-48.jpg

где n с,ac - "невозмущённое" значение показателя преломления на соответствующей частоте.

Глубина модуляции волны изменений диэлектрпч. проницаемости (3), а следовательно, и эффективность дифракции пробной волны испытывают резонансное возрастание, если разность частот волн накачки 2511-49.jpg совпадает с частотой 2511-50.jpg одного из собственных резонан-сов среды: внутримолекулярного колебания, электронного перехода в атоме или кристалле и т. п. В феноменологич. нелинейной оптике это оказывается следствием наличия резонанса у восприимчивости 2511-51.jpg, испытывающей частотную дисперсию вблизи 2511-52.jpg. Микроскопич. теория объясняет это возрастание модуляции наведением оптич. полями накачки корреляций в квантовых переходах, совершаемых под действием света в разл. атомах (молекулах, элементарных кри-сталлич. ячейках и т. п.) среды или, на классич. языке, фазированном соответствующих атомных (молекулярных и т. п.) осцилляторов, суммарный отклик к-рых определяет макроскопич. поляризацию исследуемой среды под действием света.

Таким образом, в условиях частотного резонанса 2511-53.jpg распространение волны 2511-54.jpg есть распространение оптически наведённой волны соответствующих элементарных возбуждений среды. Дифракция пробного пучка на этой волне и представляет собой К. р. с.

В тех случаях, когда исследуемая с помощью К. р. с. собственная оптич. мода среды обладает дисперсией, т. е. когда 2511-55.jpg , где q - волновой вектор, то помимо выполнения условий частотного резонанса необходимо выполнение и условия фазового синхронизма: k1-k2=q. К. р. с. наблюдается на оптически возбуждаемых акустич. фононах, ионных или экситонных поляритонах в кристаллах, на акустич. волнах в газах, жидкостях и плазме.

Исследование эффективности К. р. с. как ф-ции разности частот волн накачки вблизи резонансов среды лежит в основе когерентной спектроскопии комбинационного рассеяния.

Лит.,- Ахманов С. А., Коротеев Н. И., Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света, М., 1981. См. также лит. при ст. Когерентная спектроскопия комбинационного рассеяния. Н. И. Коротеев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "КОГЕРЕНТНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА" в других словарях:

  • РАССЕЯНИЕ СВЕТА — изменение к. л. хар ки потока оптического излучения (с в е т а) при его вз ствии с в вом. Этими хар ками могут быть пространств. распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Часто Р. с. наз. только явление несобств. свечения… …   Физическая энциклопедия

  • Вынужденное рассеяние света —         рассеяние света в среде, обусловленное изменением движения входящих в её состав микрочастиц (электронов, атомов, молекул), происходящим как под влиянием падающей световой волны, так и самого рассеянного излучения. Различают вынужденное… …   Большая советская энциклопедия

  • ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в в ве, обусловленное изменением движения входящих в его состав микрочастиц (эл нов, атомов, молекул) под влиянием падающей световой волны очень большой интенсивности и самого рассеянного излучения. Различают: вынужденное… …   Физическая энциклопедия

  • Динамическое рассеяние света — Гипотетическое Динамическое рассеяние света в двух вариантах: частицы большего размера вверху, меньшего  внизу Динамическое рассеяние света (ДРС)  представляет собой совокупность таких явлений как изменение частоты (Доплеровский сдвиг) …   Википедия

  • РАССЕЯНИЕ ВОЛН НА СЛУЧАЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ — рассеяние волн на статистически неровной границе раздела двух сред. Р. в. на с. п. оказывает существ. влияние на характер распространения радиоволн в естеств. условиях: рассеяние на неровностях рельефа земной поверхности, взволнованной… …   Физическая энциклопедия

  • РЭЛЕЕВСКОЕ РАССЕЯНИЕ — когерентное рассеяние света на оптич. неоднородностях, размеры к рых значительно меньше длины волны возбуждающего света. В отличие от флуоресценции, происходящей с частотами собств. колебаний эл нов, возбуждённых световой волной, Р. р. происходит …   Физическая энциклопедия

  • Рэлеевское рассеяние — когерентное рассеяние света без изменения длины волны (называемое также упругим рассеянием) на частицах, неоднородностях или других объектах, когда частота рассеиваемого света существенно меньше собственной частоты рассеивающего объекта или… …   Википедия

  • дифракционная решетка (в оптических линиях связи) — дифракционная решетка Оптический элемент с периодической структурой, отражающий (или пропускающий) свет под одним или несколькими разными углами, зависящими от длины волны. Основу составляют периодически повторяющиеся изменения показателя… …   Справочник технического переводчика

  • НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА — раздел оптики, охватывающий исследования распространения мощных световых пучков в тв. телах, жидкостях и газах и их вз ствия с в вом. Сильное световое поле изменяет оптич. хар ки среды (показатель преломления, коэфф. поглощения), к рые становятся …   Физическая энциклопедия

  • Оптика — (греч. optikē наука о зрительных восприятиях, от optós видимый, зримый)         раздел физики, в котором изучаются природа оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии… …   Большая советская энциклопедия