Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 169

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 163 164 165 166 167 168 < 169 > 170 171 172 173 174 175 .. 185 >> Следующая

активированной Еи"+, расположенной перед входной щелью спектрографа (рис.
18.5). Два
* См.: Аскарьян Г. А. ЖЭТФ, 42, 1567, 1962.
** Поглощение называется двухфотонным, если система (атом, молекула)
переходит с основного (невозбужденного) уровня на возбужденный вследствие
одновременного поглощения двух фотонов.
14 Годжаев Н. М,
401
* /IV iftv' ~2 "Ч hv'
F hV hv.
красных офильтра Фх и Ф2 с пропусканием меньше 10~4 для Я < <6100 А,
расположенных перед кристаллом К, исключали возможность попадания на
кристалл голубого или ультрафиолетового излучения от ламп накачки.
Вышедший из кристалла свет содержал кроме падающего лазерного излучения
Ях = 6943 А также и голубой свет с Я2 = 4250 А. Интенсивность голубого
излучения оказалась пропорциональной квадрату интенсивности излучения
лазера. Все эти факты позволили однозначно установить, что в результате
одновременного поглощения двух фотонов лазерного излучения ионы Еи++ были
возбуждены, а загем переходили в результате безйзлу-чательных
релаксационных процессов на более низкий уровень энергии и излучали
остаток энергии возбуждения в виде голубого света с Я2 = 4250 А.
Вслед за эгой работой появились многочисленные работы *, в которых
сообщалось об аналогичных поглощениях в парах цезия, в жидкостях, в
монокристаллах, в полупроводниках и т. д.
Двухфотонное поглощение, возможное только при больших мощностях
излучения, является нелинейным процессом. Это следует из
того, что в данном случае коэффициент
________________________ поглощения пропорционален квадрату
- -.....- напряженности электрического поля ла-
зерного излучения. Кроме того, возбужденная в результате двухфотонного _
(с энергией каждого фотона hv) погло-а' ' щения система способна при
обратном
D переходе излучить один квант с знер-
ис' ' гией hv' - 2hv (рис. 18.6, а), т. е. в ре-
зультате "исчезновения" двух фотонов "возник" один. Двухфотонное
поглощение происходит не только в случае, когда в одном акте поглощения
участвуют два фотона с одинаковыми энергиями. Двухфотонное поглощение
происходит также и при одновременном "исчезновении" двух фотонов с
разными энергиями (рис. 18.6, б). Важным является то, что сумма энергий
поглощенных фотонов соответствует разности энергии между возбужденным и
основным состояниями, т. е. hv + hv = Еъ- Ех и hvx + /iva =
= Е2 Ех-
В квантовой механике не всегда возможны переходы с поглощением одного
фотона между двумя состояниями, если даже энергия фотона равна разности
энергий между этими уровнями. В таком случае говорят, что подобные
переходы запрещены. Преимуществом двухфотонного поглощения является то,
что этот процесс возможен и в том случае, если даже переход между
соответствующими состояниями запрещен. Следовательно, исследуя
двухфотонное поглощение, можно обнаружить уровни, между которыми запрещен
однофотонный переход.
У читателя может возникнуть вопрос: почему двухфотонное поглощение
наблюдается только при больших интенсивностях излу-
* См.: Бонч-Бруевич А. М., Ходовая В. А. Многофотонные процессы. "Успехи
физических наук", т. 85, вып. 1, 1965, с, 1-64.
402
чения? Это связано с тем, что вероятность однофотонного (резонансного)
поглощения значительно (на несколько порядков) превосходит вероятность
двухфотонного поглощения. Так, например, если однофотонное поглощение, т.
е. переход частицы из основного состояния в возбужденное, может
происходить в среднем через каждые 10"7-10 8 с, то двухфотонное
поглощение (переход с одновременным поглощением двух фотонов) может
происходить не чаще чем раз в 10'3 с и меньше. Следовательно, чтобы
осуществить двухфотонное поглощение, нужно создать большой поток фотонов,
т. е. нужно пользоваться существенно более интенсивным пучком света, чем
при однофотонном поглощении.
Возможны и процессы, при которых в каждом акте поглощения одновременно
участвуют более двух (три и больше) квантов. Такие процессы называются
многофотонным поглощением. (Трехфотонное поглощение в кристаллах
нафталина было обнаружено еще в 1964 г.) Очевидно, что с увеличением
числа фотонов, одновременно участвующих в одном акте поглощения,
вероятность соответствующего процесса уменьшится. Поэтому для наблюдения
процессов более высокого порядка (например, трехфотонного поглощения)
поток энергии падающего света должен быть значительно большим, чем в
двухфотонном. В очень сильных световых полях, образуемых при фокусировке
излучения мощных лазеров, иногда происходит одновременное поглощение
десяти фотонов и больше. В этом случае многофотоиное поглощение приводит
к отрыву электрона от атома, т. е. ионизации. Этим объясняется
возникновение искры - пробоя при фокусировке излучения мощного лазера в
воздухе. Существенный вклад в деле обнаружения и теоретического анализа и
применения двухфотонного и многофотонного процессов был сделан
академиками Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым, JI. В. Келдышем и их школой.
§ 5. УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ.
Предыдущая << 1 .. 163 164 165 166 167 168 < 169 > 170 171 172 173 174 175 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed