Вынужденное комбинационное рассеяние

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]

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]

Необходимо отметить различие спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния. Интенсивность линий спонтанного КР на несколько порядков меньше интенсивности линий накачки, в то время как интенсивность вынужденного стоксового (или антистоксового) излучения сравнима с интенсивностью луча накачки. Вынужденное комбинационное рассеяние наблюдается только при интенсивности накачки выше пороговой , которая определяется коэффициентом поглощения среды и изменением поляризуемости изучаемых молекул. [c.773]

Ширина линий спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния зависит от ширины линии накачки. В случае лазерной накачки ширина линии вынужденного комбинационного рассеяния меньше, чем спонтанного. [c.773]

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]

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]

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]

Как можно видеть, в этом случае распределение по частотам и углам и поляризация рассеянного излучения, обусловленного первым членом (вынужденного комбинационного рассеяния), повторяют соответственно распределения по частотам и углам и поляризацию возбуждающего излучения. [c.80]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА [c.483]

Интенсивность линий вынужденного комбинационного рассеяния и ее зависимость от условий возбуждения [c.483]

Важно отметить, что для возбуждения спектров вынужденного комбинационного рассеяния основное значение имеет не энергия возбуждающего излучения, а его мощность. Требуемые мощности можно получить от оптических квантовых генераторов (ОКГ) с гигантским импульсом , которые часто называют также генераторами с импульсной или модулированной добротностью. [c.483]

ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ [ГЛ. IV [c.484]

Поскольку возбуждение спектров ВКР связано с очень высоким порогом, то это явление наблюдалось в первых работах лишь в установках с импульсным включением добротности. В последующем удалось наблюдать это явление и с помощью обычного генератора на рубине, хотя он уступал по мощности приблизительно на два порядка генератору с импульсным включением добротности [486]. При этом порог генерации вынужденного комбинационного рассеяния по энергии подкачки рубинового генератора составлял 360 дж при длительности вспышки лампы подкачки около 500 мксек. Таким образом, за счет более длительного действия возбуждающего излучения был достигнут порог генерации смещенного излучения. [c.487]

Во втором типе установок для исследования вынужденного комбинационного рассеяния кювета с рассеивающим веществом располагается вне полости резонатора. [c.487]

Развитие техники исследований позволило получить спектры вынужденного комбинационного рассеяния газов [489]. Несколько позже в работе [490] в антистоксовой области спектра водорода, сжатого до 100 атм, наблюдалось шесть гармоник. Таким образом, было получено индуцированное излучение с длиной волны около 2500 А. [c.489]

В работе [491] получено вынужденное комбинационное рассеяние монокристаллов алмаза, кальцита и серы. В работе использовался кристалл алмаза типа П А в форме диска с диаметром около 9 мм при толщине 2,95 мм, вырезанный перпендикулярно к оси [111]. В спектре наблюдались стоксовы частоты 1325 и 2661 слг и антистоксова частота 1335 см К В спектре кальцита наблюдались линии 1075 и 2171 см- в спектре серы 216, 472 и 946 см К [c.489]

Полуклассическая теория вынужденного комбинационного рассеяния. Наиболее важные особенности ВКР могут быть поняты уже на основе полуклассического рассмотрения. Общая схема такого рассмотрения была дана Таунсом [494, 495]. [c.490]

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]

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 цитируемых работах [483, 496] для возбуждения вынужденного комбинационного рассеяния использовался квантовый генератор на рубине с импульсным включением добротности от вращающейся призмы. Излучение генератора фокусировалось линзой с фокусным расстоянием 250 мм в кювету с исследуемым веществом. При измерениях особое внимание было обращено на строгую стандартизацию всех условий опыта. Поэтому в установке не использовались легко портящиеся зеркала и другие детали. [c.500]

При исследовании спектров в данных работах основное внимание было обращено на количественные измерения порога возбуждения и интенсивности линий вынужденного комбинационного рассеяния. Изучалась в основном первая стоксова компонента все последующие данные относятся к указанной компоненте. [c.501]

Для выяснения вопроса о соотношении интенсивностей возбуждающего излучения и вынужденного комбинационного рассеяния были измерены интенсивности [c.501]

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]

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]

Пара-водородный рамановский лазер, используемый для изотонически селективного возбуждения молекул UFe, преобразует 10 мкм излучение С02-лазера в 16 мкм в результате вынужденного комбинационного рассеяния в многопроходной кювете, заполненной пара-водородом. Квантовая эффективность такого преобразования достигает 80%. Плавность перестройки определяется СОз-лазером, так как результирующая частота меньше частоты С02-лазера на фиксированное значение стоксовой компоненты ВКР в параводороде [60, 61]. [c.485]

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]

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

НОГО значения, причем этот минимум лежит при различных плот-ностях газа для рассеяния вперед и рассеяния назад . Далее ширина линии линейно возрастает с увеличением плотности, и говорят, что линия уширяется за счет давления. Поведение, аналогичное показанному на рис. 34, наблюдали Купер и др. [322, 323] для линий 5(0) и 5(1) чистого водорода и смеси (1 10) водорода с гелием и аргоном, а Лаллеманд и др. [318, 319] исследовали это явление при помощи вынужденного комбинационного рассеяния. Уширение линий изучалось также на молекулах Ог, N2, СО, СО2 и СН4. Наиболее полные данные сообщаются в работе [ПО], где также рассмотрены результаты более ранних исследований. Сужение и уширение линий описываются двумя различными механизмами. Если эффекты сужения и уширения не коррелируют, то контур линии может оказаться лорен-цевым с шириной, которая представляет сумму диффузионного члена и члена, описывающего соударения молекул [334—336] [c.334]

Спектры вынужденного комбинационного рассеяния регистрировались фотографически при помощи спектрографа с дифракционной решеткой с дисперсией около >к1мм. Для каждого вещества проводилось несколько серий опытов. [c.500]

Исследования порога вынужденного комбинационного рассеяния. Существование определенного порога возбуждения ВКР представлялось вполне естественным с точки зрения общей теории оптических квантовых генераторов, в которой порог генерации является важной характеристикой явления. Первые эксперименты, описанные выще, казалось бы, также подтверждали наличие порога. При фотографической регистрации спектра на пластинке линии ВКР появляются лищь после достижения некоторого порогового значения мощности возбуждающего излучения. При этом порог фиксируется с довольно большой точностью — порядка 10% измеряемой величины. При всем том понятие порога ВКР оказалось лишенным глубокого физического содержания. [c.508]