Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Проявление эффекта С. п. возможно и при двухфо* трином поглощении, когДа сумма частот падающего Я8« лучения W1 4- совпадает с частотой двухфотонного перевода в веществе 0>&а (см. Многофотонное поглощение). Напр.; в вырожденном по частоте случае 2ш =
OO
При условии "I/^Q2ba + ?2 > 11 формируются
— 00
импульсы, к-рые при распространении в среде ие теряюгт своей энергии, однако длительность их всё время сокращается при соответствующем возрастании интенсивности. {Здесь Qba — матричный элемент двухфотоиного перехода, q — константа динамич. штарковского сдвига частоты перехода, вызываемого электрич. полем импульса (см. Штарка эффект динамический)].
Эксцерим. критериями С. п. являются: noporoBqe
возрастание прочности среды при увеличении интенсивности падающих импульсов, , наличие временной задержки выходных импульсов и разбиение на субим-пульсц при достаточно высоких значениях интенсивности.
Эффект С. п. наблюдался экспериментально в твёрдых телах и в газах [3].
С. п. Представляет большой интерес для нелинейной оптики резонансных сред, физики солитоиов, лазерной спектроскопии (в частности, для определения величив матричных элементов квантовых переходов).
JIum.: DMcCall S. L., Hahn Е. L., Coherent light propagation through an inbomogeneously broadened 2-level system, «Bull. Amer. Phya. Soc.», 1065, v. 10, Ml 9, p. 1189; 2) и z же, Self Induced transparency by pulsed coherent light, «Phys. Rev, Lett.», 1967, v, IS, p. 908; 0) Аллен JI., Э б e p л и Д ж., Оптический резонанс и двухуровневые атомы, пер. с англ., М., 1978; 4) Полузктов И. А., Попов Ю. М., P о й т-
б е р г В, С., Эффектсамоиндуцированной прозрачности, «УФН», J974, т. 114, с. 97. К. Н. Драбович,
САМОМОДУЛЯЦИЯ СВЕТА — самоиндуцированная фазовая или амплитудная модуляция (в пространстве или во времени) высокоинтенсивного оптич. излучеиня, распространяющегося в нелинейной среде. При падении на среду плоской монох роматич. волны само модуляции развивается вследствие параметрической неустойчивое* ти, в результате чего световой пучок разбивается на множество тонких иитей или на серию стационарных импульсов. Если волна первоначально имеет неоднородный профиль интенсивности, то в нелинейной среде сначала появляется фазовая С. с., к-рая затем ведёт и нелинейной трансформации амплитудного распределения. Пространственная фазовая С. с. проявляется в искажении волнового фронта и приводит к самофокусировке света нли самодефокусировке света, если среда имеет достаточную протяжённость. Временная фазовая С. с. приводит к самоком-прессии и саморасплываиию импульса.
Оптич. импульс E = Лехр1((й? — kt) с нач. амплитудным профилем A(t, 2 = 0) = E0(I) (рис. 1, а) при распростраиении в нелинейной среде с показателем преломлении п — [ E J2 приобретает нелинейную
фазовую добавку (рис. 1, б):
фнл—-ItfiZniE (f-
о
•z/u0).
(1)
Здесь г — пройденное расстояние, U0 — (дк/дт)'1 — групповая скорость иа несущей частоте о>0, Ic0 — w0/c —•
Рис. 3. а — начальный импульс; б — компрессия и декомпрессия.
Рис. 1. Фазовая самомодуляция: а — амплитудный профиль; б — нелинейный набег фазы.
волновое число, п2 — нелинейная добавка к показателю преломления. {Показатель преломления среды п = п0 Дп(|Я]2), где Дл(IE|а) — наведённое световым полем иамеиение показателя преломления; если нелинейный отклик безынерционен, TO Дп(|#|8) = = Tia IE I8.] Мгновенная частота таиого имиульса меняется на величину (рис. 2, а)
Да>нл=0фнл/0*= —к„п2гдЕ (t—z/u)/dt.
о
(2)
расположена и а таком расстоянии Ik от входа в среду, иа к-ром хвост догоняет вершину;
U
U,
Отсюда при Дмнл ^ uO длина самокомпрессии
1К— T9U^I Auhji=T10^ ^2. (4)
В точке компрессии импульс сжимается до мин. длительности:
д'Ь/дш*
T —-
* w---
(5)
Рве. 2. Фазовая самомодуляция: а — нелинейная добавка
к мгновенной частоте; б — нелинейные добавки к групповой скорости.
Фазовая модуляция при наличии зависимости показатели преломления п(а>) или фазовой скорости г(ш) от частоты вызывает амплитудную. Действительно, групповая скорость и в среде, обладающей заметной дисперсией, зависит от частоты:
fhi Эи 2 д*к
U(W) = U(W0)+-(W-W0)+. ¦.= ““« дй)» *
о
Т. о., в иелииейной диспергирующей среде разл. участки оптич. импульса имеют разные локальные групповые скорости, отличающиеся от групповой скорости в линейной среде на величину Динл = (ди/дй>)Дмнл (рис. 2, б), равную с учётом (2):
Дын =A0ZU gdE (?—zlu)/dt, g—n^kjdо> . (3)
оо о
Если огибающая импульса имеет колоколообразную форму, напр, гауссову (рис. 3, в), то в среде с g > О его фронт, где QEtIdt > 0, распространяется быстрее его вершины, где SE^Jdt — 0, а хвост с OEiJdt <0 — медленнее, т. е. происходит расплывание импульса, с а м о-декомпрессия (рис. 3, б). В среде с параметром g < 0 фронт идёт медленнее, а хвост быстрее вершины, вследствие чего происходит самокомпрессия. Точка самокомпрессии импульса длительностью T9
масштабом модуляции Тогда нз (5) следует:
Ta=
Ta, таким, что Гв = Tti- Ttt
