Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Клышко Д.Н. -> "Фотоны и нелинейная оптика" -> 15

Фотоны и нелинейная оптика - Клышко Д.Н.

Клышко Д.Н. Фотоны и нелинейная оптика — Москва, 1980. — 259 c.
Скачать (прямая ссылка): fontaniinelineynayaoptika1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 100 >> Следующая


Первый «настоящий» двухфотонный нелинейный эффект — комбинационное или рамановское рассеяние — был обнаружен в 1928 г. одновременно Ландсбергом и Мандельштамом и Раманом и Кришнаном (подробная история этого открытия описана в [20]). Когерентное рассеяние на тепловых акустических волнах предсказали Бриллюэн (1922 г.) и Мандельштам (1926 г.) и обнаружил Гросс (1930 г.). Квантовую теорию этого явления рассмотрел Тамм (1930 г.).

В 1929 г. Мейер-Гепперт рассмотрела возможность двухфотон-ного спонтанного излучения [21] (ссылки на последующие работы в этом направлении см. в [16]). Экспериментально одновременное излучение двух оптических фотонов было обнаружено лишь в § 1.4]

МНОГОФОТОННЫЕ ЭФФЕКТЫ

37

в 1965 г. Лайпелесом и др. [22] методом совпадений фотоотсчетов. Статистические свойства спонтанных двухфотонных полей были рассмотрены недавно Соколовым [178]. Интересными особенностями должно обладать излучение двухфотонного лазера (см., например, [179,180]). Каскадные двухфотонные переходы, при которых неодновременность излучения фотонов в парах определяется временем жизни промежуточного состояния, имеют много большую вероятность. Такие переходы в оптическом диапазоне наблюдались Каулем в 1966 г. [23] и впоследствии использовались для определения границ применимости полуклассической теории излучения (библиографию см. в [23а, б]). В у-диапазоне каскадные переходы были обнаружены еще в 1947 г. Бреди и Дейчем [24], и сейчас они широко используются в ядерной физике для исследования промежуточных состояний (метод у — у-корреляции).

В рентгеновском диапазоне неупругое рассеяние света обнаружил еще в 1923 г. Комптон. В 1934 г. Гейтлер и Нордхейм [25] вычислили вероятность двойного эффекта Комптона, при котором фотон накачки при взаимодействии со свободным электроном превращается в два фотона. Этот процесс аналогичен трехфотонному релеевскому или — при учете отдачи электрона — комбинационному рассеянию и отличается от ПР некогерентностью вкладов отдельных рассеивающих частиц. Когерентное ПР в рентгеновском диапазоне было обнаружено лишь в 1971 г. Айзенбергером и Мак-колом [26].

В противоположной — радиочастотной — области спектра многофотонное поглощение на вращательных уровнях газов наблюдали Юз и Грабнер в 1950 г. [27]. Множество различных вынужденных многофотонных эффектов в радиодиапазоне вскоре было обнаружено на зеемановских подуровнях в твердых электронных парамагнетиках. В двухуровневых спиновых системах благодаря малости энергии фотонов удалось наблюдать такие явления, как рамановское усиление [28І, удвоение [29] и утроение частоты [ЗОЇ, пятиквантовое поглощение [31]. Каскадное удвоение [32] и вычитание [33] частоты наблюдалось на трех спиновых подуровнях основного состояния рубина. На вращательных и спиновых двухуровневых системах исследовался эффект «усиления при насыщении» [34—36]. Соответствующие ему спонтанные эффекты наблюдались позже в оптическом диапазоне [142].

В 50-е годы в связи с появлением парамагнитных и параметрических усилителей СВЧ-диапазона возникла задача о предельной чувствительности таких устройств. Квантовые шумы простейшей модели параметрического усилителя были рассмотрены в 1961 г. Люиселлом и др. [37] (см. также [3]). В этой работе исследовалось изменение во времени состояния двух мод объемного резонатора в случае гармонической модуляции накачкой диэлектрической пропицаемости среды, заполняющей резонатор, и была -38 РАССЕЯНИЕ СВЕТА НА СВЕТЕ B ВЕЩЕСТВЕ [ГЛ. I

йолучена формула (ср. (1.1.39))

N1 (t) = S (t) N1 (0) + Г (t) [.V2 (0) + 1], -(1)

F (t) = S (t) - 1 = Sh2Yi.

В середине 50-х годов были выполнены первые эксперименты, в которых играла роль корреляция интенсивностей света (т. е. четвертый момент поля или когерентность второго порядка) и которые поэтому можно отнести к квантовой оптике. Форрестер с сотр. [38] в 1955 г. наблюдал вычитание частоты света при фотоэффекте *), а Браун и Твисс [39] в следующем году обнаружили корреляцию интенсивностей света в двух точках пространства (§ 4.7). Эти явления легли в основу нового направления спектроскопии [164, 165].

Лазерный век. Первый эксперимент Франкена и др. [40] но удвоению частоты света положил в 1961 г. начало лазерной нелинейной оптики. По оптическим многоквантовым переходам имеется обширная библиографическая литература (например, [7, 9— 18]), и мы далее остановимся, в основном, только на работах, связанных с излучением бифотонов.

В 1964 г. Робль [41] рассмотрел прямое и каскадное ГПР в среде с оптической нелинейностью, исходя из эффективной энергии возмущения у}-}Е'л -- урУЕ1. «Квантовый шум», возникающий в среде с модулируемой проницаемостью, а также ГПР в среде с кубической нелинейностью были исследованы Кроллем в 1964 г. [42]. Гринберг и Крамер в 1966 г. [43] провели аналогию между рассеянием света на свете в вакууме за счет виртуального рождения электрон-позитронных пар и в твердом теле за счет виртуальных электронов и дырок. Так как ширина «запрещенной зоны» вакуума (2тс2 --* 1 МэВ) много больше запрещенной зоны полупроводников (~ 1 эВ), то следует ожидать резкого увеличения вероятности четырехфотонных процессов в веществе по сравнению с вакуумом.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 100 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed