Введение к работе
Актуальность тени Вынужденное рассеяние (ВР) света, обнаруженной .после создания первых лазеров, находит вирохоа применение в научных исследованиях и практических приложениях. Э связи с эти» изучения физических механиэнов ВР в различных областях спзхтральнэго диапазона представляет значительный интерес.
Одник из интересных приложении ВР является получение обращения волнового фронта (ОВФ).
ОВФ при ВР исследовалось ранее првикущвственио для Злнжиеггс- КГ и зидияого диапазонов.
Первые работы по изучение 0D* в УФ диапазоне относ,.тс; ». началу 80-х годов. Интерес к получению ОВФ з УФ диапазона б«л обусловлен перспективностью использования эхеимеркых лазероа дл-. индуцирования термоядерных реакций, обработки различных материалов и лазерной фотолитографии высокого раэреиания [1. ?, 3,4].
Обращение волнового фронта в УФ диапазоне впервые выло прсденонстрировано при использовании четвертой гарноники Nil:YAP лазера (х - 2660 ни) в экспериментах яо эырояеденноиу метырехволновону сиешенио [5] в нехоторых жидкостях. Порученный при этой коэффициент отражения от ОВФ-зеркала не превышал О-, 14.
В последующих работах [1-3, 6, 7] в качестве источников у* излучения применялись эксимерныа лазеры на галогенидпх инертных газов ArF (А = 193 ЯН), KrF (А - 248 НИ), ХеС1 (X - ЗОЕ ни), XfeF (X « 351 ни). Было показано, что при использовании УФ излучения с интенсивностью > 10 Зт/см и шириной спектра Av> * 0,2 C*f
возможно получение обращения волнового фронта при ВР назад в различных нелинейных средах (сжатые газы, жидкости, световоды).
Некоторые результаты этих и других работ, полученные для гексана, продставлены в таблице 1. В третьем столбце этой таблицы приведены характерные значения интенсивноси X излучения накачки. В четвертом - измеренные значения спекрального сдвига П рассеянного пучка относительно накачки. Б последней столбце даны физические механизмы наблюдаемого в экспериментах ВР, предполагаемые автораки соответствующих работ.
S то же время известно [8], что бриллвэновсхий спектральный сдвиг О определяется выраженнекг
0Щ - 2nu(v/c)ein(0/2) (1)
Таблица 1. Нехоторые результаты работ [1-3,6,7,9,10]. Гексан.
предложенный механизм ВР
[1]
> 5-ю'
0,2
ВРМБ
[6]
> 1010
» 0,1
ВРМБ
[21
> 2-Ю'0
» 0,1
ВРМБ
[3]
- ю'
о 0,2
ВРМБ
[7]
> 10"
ВРМБ
[9]
> ю,г
0,24
ВРМБ
[Ю]
> 10"
ВТР (лин)
Таблица 2. Бриллюэновский сдвиг частоты дя* гоксана, полученный из (1).
Значения П в случае рассеяния назад (0 - я), вычисленные с помощью (1) для некоторых длин волн, характерных для зксикерных лазеров, приведены в таблице 2. Видно несоответствие этих величии с экспериментальными результатами, полученными для П п
(1-3,6,7,9].
В работе [10) в .качестве механизма вынужденного рассеяния излучения эксикерного KrF (X - 248 ни) лазера называлось вынужденное температурное рассеяние (ВТР) вследствие линейного поглощения лазерного излучения в среде.
Кроне того, в ряде работ [1,2,7,11J было обнаружено ухудшение качества ОВФ при ВРМБ при увеличении интенсивности волны накачки. Это также требует дополнительного изучения, поскольку хачество ОВФ при ВРМБ в прозрачных средах должно улучшаться с ростон интенсивности накачки ввиду пряной зависимости амплитуды гиперэвуковой волны от интенсивности накачхи.
Целью диссертации являлось исследование особенностей вынужденного рассеяния и ОБ* излучения УФ диапазона и определение оптимальных для ОВФ параметров излучения эксимернсго
XeCL лазера.
В диссертации Карпова В.5. решена задача выяснения физически: механизмов вынужденного рассеяния излучения УФ диапазона і определения диапазона интансивности излучения эксинерного Хвс: лазера, оптимального для получения ОВФ, а также свченш двухфотонного поглощения в гексане на А - 0,308 икн.
Защищаемые положения диссертации
1. Экснкарная ХеС1 лазерная установка, обеспечиваюда*
генерацию на длине волны Л - 0,308 нкн одночастотногс
лазерного импульса с дифракционной расходимостью.
2. Существование эффекта изменения механизма вынужденного
рассеяния от ВРМБ к двухфотонному ВГР при увеличении
интенсивности излучения накачки, обусловленного двухфотоннын
поглощением в нелинейной среде.
-
Существование эффекта ухудшения качества ОВФ при переходе от ВРМБ к двухфотнному ВТР.
-
Возможность определения сечения двухфотонного поглощения ь нелинейной среде по порогу появления двухфотонного ВТР.
Научная новизна и практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:
-
Экспериментально реализована и исследована эксимерная ХеС1 лазерная установка, обеспечивающая генерацию на длине волны Л = 0,308 икм одночастотного лазерного импульса длительностью 8 не с дифракционной расходимостью.
-
Впервые показано, что ВТР света может обуславливаться не только линейным, но и многофотонным поглощением.
3. Впервые обнаружен и исследован эффект смены механизма ЗР пт
БРМБ х двухфотонному ВТР-2 при увеличении интенсивности накачки.
4. Впервые экспериментально показано, что качество ОВФ
ухудшается при переходе от режима ВРМБ к двухфотонному ВТР-2.
5. Экспериментально определено сечение двухфотонногс
поглощения в гексане на длине волны л - 0,308 мкя.
Результата работы могут найти применение а разработках, использующих взаимодействие мощного лазерного излучения веществен.
Достоверность выносимых на защиту результатов проведенных исследований подтверждается их хороший согласованием с исследованиями, проведенными другими авторани.
Личный вклад автора
Все изложенные в диссертации новые научные резульпты лэлучены лично Карповым 3.3. или совместно с соавторами при его лнчіііі.і участии,
Апробация результатов
Материалы, диссертации докладывались на семинарах Сяелоь колебаний, волновых явлений, когерентной и нелинейной опт;ік:< ИОФ РАН; семинаре Университета JIT в Чикаго (США).а также на;
Всесоюзной Конференции "0ВФ-8Э", г. Нинск, 1S89;
международной Конференции "LASERS-89", США, 1989;
международном Симпозиуме "Коротковолновые лазеры и y,v приложения", г. Самарканд, 1990;
международной Конференции "КНИ0-9І", г. Санкт-Петербург, 1991; - Общеевропейской Конференции по оптике "ЕСО-4", Нидерланды, 1991.
Публикации
Основный положения и результаты диссертации опубликованы в 12 печатках работам. -
структура и объем работы
