Вынужденное комбинационное рассеяние света

В заключение скажем несколько слов о возможном современном применении величин 1д. В хорошо известных опытах по вынужденному комбинационному рассеянию света (ВКР) существенной величиной, определяющей эффективность процесса (порог генерации), является истинная величина обыкновенного (спонтанного) КРС. Данные о приведенные в таблицах, позволяют выбрать линии КРС, перспективные для наблюдения ВКР такие линии должны иметь большие интенсивности 1 и быть достаточно узкими (резкими, р). Именно на таких линиях и получена генерация ВКР. [c.18]

Дается обзор имеющихся данных о явлении вынужденного комбинационного рассеяния света (ВКР). Излагаются классическая и квантовая теории ВКР. Анализируются распределение интенсивности в спектрах ВКР и угловое распределение ВКР. [c.4]

Наряду с расширением области практических применений, в последние годы получили также существенное развитие исследования комбинационного рассеяния света как физического явления. Особый интерес вызвало открытие нового явления нелинейной оптики — вынужденного комбинационного рассеяния света. Это открытие поставило ряд вопросов, связанных с природой комбинационного рассеяния света и его местом среди родственных явлений. Расширение области применений и новые открытия в области комбинационного рассеяния света привлекают к этому явлению внимание широкого [c.7]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА [c.483]

Первые члены в уравнениях (23.18а) и (23.186) описывают потери излучения в среде (поглощение, рассеяние и т. д.), вторые члены характеризуют обычное комбинационное рассеяние света, а третьи ответственны за вынужденное комбинационное рассеяние света. [c.495]

В работах [522, 538] были проведены измерения интенсивности вынужденного комбинационного рассеяния света в направлении возбуждающего излучения (вперед) и в противоположном направлении (назад) при помощи более строгой методики, чем это было сделано в работах [509, 537]. Ввиду нестабильности процесса ВКР была разработана методика, в которой пучки света, рассеянного вперед и назад, регистрируются одновременно. Принципиальная схема установки представлена на рис. 104. [c.549]

Повышения интенсивности рассеянного света можно добиться с помощью достаточно интенсивных световых потоков или мощных лазеров. Качество регистрации рассеянных квантов можно повысить, имея совершенное оптическое и электронное оборудование. Применение лазеров стимулировало развитие этой, уже ставшей классической, области спектроскопии. Лазеры не только повысили чувствительность спектроскопии обычного (спонтанного) комбинационного рассеяния, но и стимулировали развитие новых методов, основанных на вынужденном, например на антистоксовом, комбинационном рассеянии, носящем название когерентного антистоксового рассеяния света (КАРС) или, в частности, резонансного комбинационного рассеяния (РКР). При возрастании интенсивности падающего лазерного излучения становится значительной интенсивность рассеянного стоксового излучения. В этих условиях происходит взаимодействие молекул одновременно с двумя электромагнитными волнами лазерной vл и стоксовой V т = Vл — v , связанных между собой через молекулярные колебания с VI,. Такая связь (энергетическая) между излучением накачки и стоксовой (или антистоксовой) волной может привести к интенсивному поляризованному излучению на комбинационных частотах, другими словами— к вынужденному комбинационному рассеянию. Причем в этих условиях оказывается заметной доля молекул, находящихся в возбужденном колебательном состоянии, и в результате на частотах Гл + VI, возникает интенсивное антистоксово излучение. [c.772]

Перестраиваемое по частоте когерентное излучение может быть получено и за пределами упомянутого выше спектрального диапазона прямой оптической генерации ЛОС путем преобразования их излучения методами нелинейной оптики (генерация высших гармоник, получение суммарных и разностных частот, использование стоксова и антистоксова вынужденного комбинационного рассеяния разных порядков в водороде или других средах, накачка параметрических генераторов света). Пока это наиболее эф- [c.193]

ПИИ в приложении его к решению задач структурной и физической химии. В то же время использование лазеров открывает новые возможности, недоступные для ИК-спектроскопии. Не останавливаясь на преимуществах лазерной спектроскопии КР, которые во многом очевидны и многократно обсуждались в научной литературе, отметим, что достижения этого метода тесно связаны с успехами нелинейной оптики. С другой стороны, комбинационное рассеяние света вызывает интерес как физическое явление, что привело к открытию новых эффектов, таких,, как вынужденное комбинационное рассеяние, резонансное комбинационное рассеяние, активная спектроскопия комбинационного рассеяния, и ряда других. [c.8]

В настоящей книге делается попытка заполнить имеющийся пробел в литературе по комбинационному рассеянию света и дать систематическое изложение основных вопросов, необходимых для понимания физической сущности этого явления и его связи с другими оптическими явлениями. Вместе с тем задачей книги является показать разнообразные возможности применения спектров комбинационного рассеяния для исследования строения вещества. Прежде всего сюда входит получение данных о химическом строении, геометрической конфигурации и многочисленных геометрических, динамических и электрооптических параметрах молекул. Отдельные главы посвящены спектрам комбинационного рассеяния кристаллов и вынужденному комбинационному рассеянию. [c.8]

Квантовая теория вынужденного комбинационного рассеяния. Элементарная теория явления ВКР непосредственно следует из квантовомеханической формулы (5.53) для вероятности перехода, приводящего к рассеянию светового кванта со смещенной частотой. Согласно этой формуле, вероятность комбинационного рассеяния слагается из двух членов члена, пропорционального числу п имеющихся фотонов возбуждающего света с частотой со, и члена, пропорционального произведению пп, где п — число фотонов рассеянного излучения с частотой со, распространяющихся в направлении падающего света [c.495]

Рис. 93. Зависимость интенсивности вынужденного комбинационного рассеяния от интенсивности возбуждающего света для нитробензола (Av = = 1365 с. ) ниже пороговой области .

Асимметрия индикатрисы вынужденного комбинационного рассеяния. Из общей теории (см. 3) следует, что в случае обычного комбинационного рассеяния света индикатриса должна быть симметрична относительно [c.548]

Огромные мощности, излучаемые импульсными твердотельными лазерами, позволили наблюдать ряд новых эффектов, возникающих при взаимодействии света с веществом. В первую очередь следует упомянуть генерацию гармоник, явление вынужденного комбинационного рассеяния и рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. Оказалось также сравнительно легко наблюдать томсоновское рассеяние света на электронах плазмы. Наблюдались также явления стимулированной флуоресценции, возбуждение флуоресценции и ионизация в результате одновременного поглощения нескольких фотонов и, наконец, явление образования горячей плазмы при воздействии сфокусированных лазерных импульсов на различные газы и твердые мишени. Все это существенно расширило область применения спектроскопических исследований не только в результате открытия ряда новых эффектов, но и благодаря существенному облегчению условий изучения уже известных явлений. Так, например, недавно разработанные лазеры на органических красителях с непрерывно перестраивающейся в достаточно широком интервале длиной волны излучения могут рассматриваться как совершенно новый тип монохроматора. Их можно применять для детальных исследований спектров поглощения [10.29]. [c.273]

Рассмотрим кратко механизм взаимодействия света с веществом. Под влиянием переменного электрического поля распространяющейся в веществе световой волны электроны совершают вынужденные колебания при этом каждый электрон можно рассматривать как осциллятор, частота которого равна частоте падающего света. Каждый такой осциллятор служит источником вторичных световых волн, взаимодействие которых обусловливает дифракцию и рассеяние света. Если рассеянный свет имеет ту же длину волны, что и падающий, то такое рассеяние называется релеевским. Если же в результате взаимодействия света с молекулами, находящимися в колебательном или вращательном состоянии, происходит изменение длины волны света при рассеянии, то такое рассеяние называется комбинационным. Комбинационное рассеяние на несколько порядков слабее реле-евского и в настоящей книге рассматриваться не будет, [c.147]

Спонтанное комбинационное рассеяние света , РДЭНТП, Киев, 1975 Вынужденное комбинационное рассеяние света , РДЭНТП, Киев, 1975. [c.8]

Первые экспериментальные результаты. Вынужденное комбинационное рассеяние света (ВКР) было обнаружено Вудбери и Нгом в 1962 г. при работе с импульсным излучением большой мощности, получаемым при помощи квантового генератора на рубине [481]. В их опытах для уменьшения времени высвечивания рубинового лазера в качестве оптического затвора применялась ячейка Керра на нитробензоле. При этом было обнаружено, что в излучении присутствуют побочные частоты, характерные для спектра комбинационного рассеяния нитробензола, но обладающие весьма высокой интенсивностью. После работы [481] появился ряд сообщений об исследованиях вынужденного комбинационного рассеяния (см. обзоры [482, 483]). Выяснились также некоторые особенности этого явления, в котором своеобразно проявляются характерные черты обычного комбинационного рассеяния света и излучения оптических квантовых генераторов. [c.483]

В некоторых линиях вынужденного комбинационного рассеяния света имеется интепснвное стоксово крыло, механизм происхождения которого такой же, как и ВРК [49, 50]. Мы также наблюдали это явление нри вынужденном комбинационном рассеянш линии 658 слг 82. [c.195]

При использовании в качестве источников света лазеров был обнаружен целый ряд новых явлений, в основе которых лежит релеевское рассеяние света. Эти явления получили название вынужденного комбинационного рассеяния и основали новую область науки — нелинейную оптику. Нелинейная оптика затрагивает эффекты, определяемые изменениями во Бремени нелинейной части коэффициента поглощения света. Напряженность поля в световой волне при изучении эффектов вынужденного рассеяния света составляет 10 -г-10 в см. Такая световая волна изменяет состояние среды. Эксперименты показали, что и вынужденное молекулярное рассеяние света в воде также очень мало по сравнению с рассеянием света другими жидкостями (Фабелинский, 1969). [c.152]

Использование перестраиваемых лазеров увеличивает возможности метода КРС, однако интенсивность излучения все равно остается значительно ниже интенсивности возбуждающего света. Если интенсивность возбуждающего света возрастает, то при некотором значении возникает так называемое вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР). Интенсивности вынужденного стоксова и антистоксова излучений могут быть сравнимы с интенсивностью волны накачки. Этот метод наиболее эффективен в газовой фазе при использовании фемтосекундных импульсов света. [c.124]

Примерами нелинейного рассеяния являются гиперкомби-национное рассеяние, вынужденное комбинационное рассеяние, когерентное антистоксово рамановское рассеяние (КАРС). Гиперкомбинационное рассеяние света заключается в том, что в отличие от линейного рассеяния (см. разд. 5.2.5) в неупругом столкновении с частицей А( ) участвуют два фотона с частотой VI. В результате образуется молекула в другом энергетическом состоянии и один фотон, имеющий энергию hvj. А(Е )+2 Av, [c.125]

Огромные мощности, излучаемые импульсными твердотельными лазерами, позволили наблюдать ряд новых эффектов, возникающих при взаимодействии света с веществом. В первую очередь следует упомянуть генерацию гармоник, явление вынужденного комбинационного рассеяния и рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. Оказалось также сравнительно легко наблюдать томсоновское рассеяние света на электронах плазмы. Наблюдались явления стимулированной флуоресценции, возбуждение флуоресценции и ионизации в результате одновременного поглощения нескольких фотонов а, наконец, явление образования горячей плазмы при воздействии сфоку- [c.276]

Трактуя флуоресценцию как рассеяние света, Ломмель 1878) говорил о комбинационном рассеянии при флуоресцирующем свете , так же как и в современной теории, определяя частоты рассеянного света как комбинацию частоты падающего света V с частотами собственных колебаний молекул о), т. е. представляя частоты рассеянного света как V о), V 2со и т. д. Отличие флуоресценции от комбинационного рассеяния света, тогда еще не открытого или, лучше сказать, не замечавшегося, выяснилось, когда была создана квантовая теория флуоресценции, а также в связи с объяснением цвета неба и другими фактами, приведшими к созданию квантовой теории комбинационного рассеяния света (Смекал, 1923). Согласно этой теории, собственные колебания молекул — со накладываются на вынужденные —(V, вызываемые падающей волной, приводя к изменениям в спектре, как это указано в формулах Ломмеля. Частоты о> проявляются в инфракрасной части спектра, частоты V могут принадлежать видимому свету, комбинированные частоты так же проявляются в видимой части спектра, что облегчает их фотометриро-вание. [c.242]

Одновременно с процессом генерации интенсивных некогерентных внутримолекулярных колебаний возбуждаются когерентные внутримолекулярные колебания, что приводит к возникновению когерент-но1"1 стоксовой компоненты вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) накачивающего импульса Так возбуждаются только самые интенсивные линии комбинационного рассеяния света. Они только и могут быть изучены с полющью методов пикосекундной спектроскопии 1 б0]. Так были исследованы полносимметричные валентные [c.92]

Основные физические принципы, на которых строится классическая теория комбинационного рассеяния света, могут быуь сформулированы следующим образом. 1. Рассеяние света возникает вследствие вынужденных колебаний дипольного момента молекулы, индуцируемого полем падающей световой волны. 2. Свет в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра рассеивается в основном электронной оболочкой молекулы ядра атомов, образующие скелет молекулы, смещаются незначительно. 3. Комбинационное рассеяние света возникает вследствие того, что движение электронов в молекуле связано с движением ее ядер, а именно взаимное расположение ядер определяет то внутреннее поле, в котором находится электронное облако. Способность электронного облака деформироваться под действием электрического поля световой волны зависит от конфигу- [c.12]

Интенсивность стоксовых линий значительно больше интенсивности антистоксовых линий. Линии комбинационного рассеяния в рассеянном свете наблюдаться не будут, если при вынужденном колебании диполя элек- [c.17]

Кроме того, новый источник обладает некоторыми свойствами, которые позволяют более подробно исследовать взаимодействие света с веществом. Так, с появлением лазера были получены не только лучшие отношения сигнала к шуму для линий в обычном КР, но и были возбуждены и наблюдались спектры вынужденного, инверсного и гиперкомбинационного рассеяния. Указанные три процесса определенным образом связаны с типом лазеров, использующихся в экспериментах. Их можно разделить на две категории лазеры, работающие в режиме гигантского импульса, и непрерывные лазеры. Лазер, работающий в режиме гигантского импульса, излучает энергию 1 Дж за время 10 с (при пиковой мощности порядка 100 МВт), в то время как мощность в одной линии аргонового лазера непрерывного действия составляет 1 Вт. Улучшение спектров обычного комбинационного рассеяния было достигнуто в основном при помощи непрерывных лазеров, а эффекты вынужденного, инверсного и гиперкомбинационного рассеяния были получены при помощи лазеров, работающих в режиме гигантского импульса. Объяснение этому можно искать в величинах напряженностей электрических полей, связанных с такими необычными источниками света. Типичными являются значения порядка 10 В-СМ эти величины сравнимы с полем напряженностью 10 —10 ° В-СМ , которое связывает внешние электроны в атомах, молекулах или ионах. Интенсивное электрическое поле сфокусированного пучка при таком гигантском импульсе может даже вызвать ионизацию воздуха. [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология