Исследование характеристик кристаллов методом активной спектроскопии.

Четырехволновое рассеяние света возбуждалось в кристаллах ниобата лития, легированных магнием Mg:LiNbO3 c концентрацией примеси Мg 0.68масс.% и 0.79масс.% (кристаллы No.4,5). Данные по показателям преломления в видимой и ближней ИК области для кристалла No.4 были получены путем интерполяции данных для кристаллов No.3,5. В эксперименте возбуждался поляритон в окрестностях частот 541см-1, 550см-1, 558.5см-1, 560см-1. Для этого для каждого выбранного значения частоты поляритона wP устанавливается частота генерации перестраиваемого лазера w2 в соответствии со вторым уравнением из (12). Затем лучи ИК накачек направлялись на кристалл под фиксированными углами q1 и q2 к направлению распространения зондирующей накачки. Далее измерялась зависимость интенсивности сигнала на частоте wS=wL-w1+w2 от угла поворота кристалла a в плоскости волновых векторов накачек.

Спектральные ширины линий накачек составляли приблизительно 1см-1 для излучения основной и второй гармоник YAG:Nd+3-лазера и не более 6см-1 для перестраиваемого лазера. Ширины линий рождавшегося сигнального излучения полностью соответствовали частотной структуре накачек. Пиковая мощность накачек на входе в кристалл: пробной волны ~0.25 Мвт, первого возбуждающего луча ~0.05 Мвт, второго возбуждающего луча ~0.01 Мвт. В эксперименте использовались накачки с частотами wL и w1 с необыкновенной поляризацией, излучение перестраиваемого -лазера имело обыкновенную поляризацию. Величина интенсивности сигнала четырехфотонного рассеяния при точной настройке углового синхронизма существенно - почти на 4 порядка - превышала интенсивность спонтанного трехволнового рассеяния. При этом сигнал спонтанного рассеяния собирался со всей длины образца ~1 см, а сигнал четырехфотонного рассеяния - лишь с области пересечения лучей накачек длиной ~0,5-1мм.

Для каждой фиксированной сигнальной (а, значит, и поляритонной) частоты область решений условий точного синхронизма в пространстве углов a, q1 и q2 представляет собой участок кривой. С учетом возможной расстройки синхронизма эта кривая должна размываться. Для каждой разности частот w1-w2=wP была проведена серия измерений формы линии Is(a), в которой взаимная ориентация зондирующей волны и одной из ИК накачек оставалась постоянной на входе кристалла, а угол падения другой ИК накачки менялся от постанова к постанову. Типичный вид отдельной формы линии рассеяния приведен на рис.17. На нижней оси абсцисс отложена расстройка пространственного синхронизма прямого процесса, на верхней оси абсцисс отложен угол поворота кристалла. Линия рассеяния имеет один ярко выраженный максимум с угловой шириной порядка 0.50, в единицах волновых расстроек - 600 см-1 . Однако, по ширине этой линии нельзя определить величину поглощения, так как существенна расходимость лучей. Было проверено, что при уменьшении расходимости первого возбуждающего луча уменьшается ширина линии рассеяния. Также в интенсивность сигнала складывается рассеяние на соседних частотах с определенной расстройкой, так как возбуждается поляритон с частотной шириной порядка 5 см-1. Каждая серия подобных измерений формы линии Is(a), снятая при фиксированном угле q2 и переменном угле q1, представляла собой распределение Is(a,q1).

На верхнем графике рис.18 на плоскости координат угол поворота кристалла a - угол падения ИК волны q1 представлены результаты измерений для одной серии, в рамках которой сохранялись постоянными угол падения q2=410 и центральная частота генерации w2 перестраиваемого ИК лазера, при которой возбуждается поляритон на частоте np=541 см-1. Точками отмечены положения максимумов экспериментально наблюдавшихся кривых Is(a). Размер вертикальных штрихов соответствует ширинам максимумов. На нижнем графике рис.18 представлена интенсивность рассеянного излучения в максимуме при каждом положении угла q1. При прохождении этой серии измерений при углах заведения первого “разогревающего” луча q1=600-680, последовательно возбуждался поляритон на частотах np=539-543 см-1. Наблюдалось увеличение интенсивности рассеянной волны при q1=640-650, так как интенсивность второго “разогревающего” луча имеет максимум на частоте, соответствующей частоте поляритона np=541 см-1. Зная взаимную ориентацию и длины волновых векторов , можно определить из уравнений (13) и (16) длину волнового вектора и показатель преломления поляритона. Основную ошибку в точность измерения показателя преломления вносит ширина линии генерации перестраемого лазера.

Перейти на страницу: 1 2 3

Дополнительные материалы

В. И. Вернадский — ученый и организатор науки
Если бросить взгляд на историю человеческой мысли, мы увидим, как мучительно трудно давался людям отход от традиционного образа мышления. Стремление придерживаться испытанных временем и предписанных авторитетами взглядов, привычка следоват ...

Эффект Ребиндера в полимерах
Речь пойдет о явлении, очень часто наблюдающемся и хорошо изученном, - о разрушении твердых тел. В самом общем виде его можно представить как распад тела на две или более частей, когда внешняя механическая нагрузка достигает некоего критич ...

Оптическая обработка информации
Современная практика и научные исследования требуют измерений высоких и сверхвысоких напряжений — до 10 МВ и больших токов — до 1¸2 МА. Напряжения и токи при этом могут быть постоянными, переменными, и импульсными с длительностью им ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru