Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 10
1. Общее описание явлений ВКР и ВРМБ 10
2. Вынужденное рассеяние в поле прост ранственно-однородной широкополосной накачки 18
3. Вынужденное рассеяние в поле монохро матической пространственно-неоднородной накачки 27
4. Вынужденное рассеяние в поле широкополосной пространственно-неоднородной накачки 35
ГЛАВА II. Исследование усиления вкр при пространственно-неоднородной накачке 39
1. Расчет коэффициента усиления ВКР в поле пространственно-неоднородной накачки 39
2. Выбор условий эксперимента для исследо вания возбуждения ВКР с монохроматической накачкой 60
3. Экспериментальная установка и методика измерений 63
4. Результаты эксперимента по ВКР с монохроматической накачкой и их сопоставление с теоретическим расчётом 71
5. Экспериментальная установка и методика измерений для исследования ВКР с широко полосной накачкой 79
6. Результаты экспершлепта и их сопоставление с теоретическим расчётом 88
ГЛАВА III. Исследование временных флуктуации вынужденного рассеяния света 94
1. Теоретическое рассмотрение и выбор условий эксперимента 94
2. Экспершлентальная установка 98
3. Экспериментальные результаты по временным флуктуациям ВКР и их обсуждение
4. Экспериментальные результаты по временным флуктуациям ВИДЕ 122
ГЛАВА IV. Исследование крушомсшташой структуры поля на волновом фронте вынужденного рассеяния с пространстве 127
1. Теоретическое описание эюйекта крупно масштабной структуры и оценки условии её наблюдения 127
2. Экспершлентальная установка и методика работы 134
3. Результаты экспериментов по ВНЛБ в широком пучке накачки и их обсуждение 139
4. Расчёт характерного размера крупно масштабной структуры полю ВКР 154
Выводы 167
Литература
- Вынужденное рассеяние в поле прост ранственно-однородной широкополосной накачки
- Выбор условий эксперимента для исследо вания возбуждения ВКР с монохроматической накачкой
- Экспершлентальная установка
- Экспершлентальная установка и методика работы
Введение к работе
Бйнуаденное комбинационное рассеяние СВКР) и вынужденное рассеяние Манделыптамма-Бриллюэна (ВРМБ) относятся к числу наиболее интересных и важных в практическом отношении нелинейных оптических эффектов. Поскольку при воздействии интенсивной накачки в комбинационно-активной или ВРМБ-активной среде создаётся усиление на стоксовой частоте, то рассеянное излучение обладает всеми свойствами лазерного излучения - высокой мощностью, малой угловой расходимостью, а при узкополосной накачке и малой спектральной шириной. Это позволяет широко использовать явление ВКР, характеризующееся относительно большой величиной частотного сдвига, для преобразования частоты лазерного излучения. Комбинационные лазеры наряду со смещением частоты позволяют уменьшать угловую расходимость преобразованного излучения до дифракционного предела, увеличивая тем самым яркость светового пзгчка. Улучшение когерентных свойств лазерного излучения достигается также с помощью ВРМБ-прэобразования в оптическом резонаторе.
При использовании для возбуждения вынужденного рассеяния (ВР)Й^ многомодовых лазеров излучение накачки является пространственно-неоднородным. ВР в поле пространственно-неоднородной накачки обладает рядом интересных особенностей, к числу которых относятся явления обращения и воспроизведения волнового фронта накачки. Обращение волнового фронта (ОВФ) при ВРМБ в настоящее время уже широко используется для целей лазерной физики и адаптивной оптики. На его основе созданы лазерные генераторы и усилители с ОВш - зеркалами, которые позволяют получать мощное й) Так как другие виды ВР в данной работе не рассматриваются, то везде под ВР мы будем понимать только ВКР и ВРМБ. - 5 -одномодовое излучение при работе с неоднородной активной средой. ОВф используется для наведения лазерного луча на мишень в установках для лазерного термоядерного синтеза и при решении ряда других научно-технических задач.
Широкие возможности практического применения ОВФ вызвали в последние годы большой интерес к БР с пространственно-неоднородной накачкой и стимулировали появление целого ряда исследований, главным образом теоретических. Наряду со случаем монохроматической накачки теоретически рассмотрен также случай широкополосной пространственно-неоднородной накачки. Теоретические исследования выявили всю сложность проблемы ВР с пространственно-неоднородной накачкой и большое многообразие возникающих здесь закономерностей. Теоретические результаты получены при использовании существенных приближений, степень точности которых в настоящее время трудно оценить. Кроме того, в теоретическое рассмотрение вводятся предположения, которые в реальных условиях часто не могут быть достаточно хорошо выполнены. Поэтому результаты теории нуждаются в экспериментальной проверке.
В последнее время уделяется большое внимание экспериментальным исследованиям ВР с пространственно-неоднородной накачкой, в частности экспериментальному изучению явлений ОВФ и воспроизведения волнового фронта (ВВФ). Однако число таких работ пока ещё относительно невелико (в первую очередь это относится к ВР с широкополосной пространственно-неоднородной накачкой). Поэтому ряд важных вопросов до последнего времени оставался не изученным или изученным недостаточно. К их числу относится усиление ЩР в поле пространственно-неоднородной накачки и пространственно-временная флуктуационная структура ВР. Указанные вопросы касаются фундаментальных свойств ВР и в то же время представляют большой интерес при практическом использовании ВР, в частности, для ОВФ и ВВФ оптического излучения.
Целью настоящем работы явилось экспериментальное и теоретическое исследование коэффициента усиления ВКР с монохроматической и широкополосной пространственно-неоднородной накачкой, а также наблюдение и изучение пространственно-временной флуктуационной структуры стоксовой волны при ВКР и ВРТЛБ.
Диссертация состоит из Введения, четырех глав и Заключения, в котором суммированы основные выводы и результаты работы.
Первая глава является обзорной. В ней на основе имеющихся в литературе работ рассмотрены наиболее важные вопросы теории ВР с пространственно-неоднородной накачкой, включая случай широкополосного возбуждения. Обсуждены понятия критической спектральной плотности и критической яркости накачки. Проанализированы теоретические аспекты явлений ОВФ и ВВФ. Рассмотрено увеличение инкремента стоксовой волны в поле пространственно-неоднородной накачки. Указаны теоретические предпосылки наличия пространственно-временной флуктуационной структуры ВР. Приведен обзор основных экспериментальных работ, показывающий, что ряд важных вопросов ВР с пространственно-неоднородной накачкой остался неизученным или изученным недостаточно. Обосновывается актуальность поставленных в диссертации задач.
Вторая глава посвящена исследованию коэффициента усиления ВКР в поле пространственно-неоднородной накачки. Проведен теоретический расчет коэффициента усиления ВКР с монохроматической и широкополосной накачкой. При широкополосном возбуждении рассмотрен как случай пространственно-когерентной,так и случай пространственно-некогерентной накачки. Получена зависимость коэффициента усиления от ширины спектра и угловой расходимости возбуждающего _ 7 - излучения. Экспериментально исследовано усиление ВКР в сжатом метане при возбуждении в световоде. В качестве источника узкополосной накачки использовался рубиновый лазер с шириной линии
Ай). -^- 0,01см . Источником широкополосной накачки служил лазер на красителе с Ао)^ ^ 30см"". Для обеспечения пространственной когерентности использовалась система из одно-модового лазера с усилителем. Угловая расходимость излучения увеличивалась с помощью фазовой пластинки. Изучена зависимость коэффициента усиления от угловой расходимости накачки. Полученные экспериментальные значения хорошо согласуются с результатами проведенного теоретического расчета.
В третьей главе диссертации описано исследование временных флуктуации ВР, происходящих с характерным временем, определяемым шириной спектра возбуждающейся в среде фононной волны. Впервые наблюдались временные флуктуации ВКР как с монохроматической, так и с широкополосной накачкой и временные флуктуации ВШБ с широкополосной пространственно-неоднородной накачкой. В; качестве нелинейных сред в случае ВКР использовались сжатый водород и жидкий азот, а в случае ВРМБ - четыреххлористый углерод. Исследован важный вопрос о влиянии обнаруженных флуктуации на пространственную когерентность ВР. С этой целью было проведено изучение пространственной когерентности ВР с помощью интерференционной методики. Установлено, что в режимах ОВФ и BBS медленные флуктуации ВР совершаются синхронно по всему сечению пучка, а поле ВР при пространственно-когерентной накачке является пространственно-когерентным.
Четвертая глава диссертации посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию крупномасштабной пространственной флуктуационной структуры ВР. Из теории следует, что такая струїстура должна возникать в условиях БВФ и ВВф широких пучков пространственно-неоднородной накачки. В настоящей работе эта струїстура была обнаружена экспериментально при ВРМБ с широкополосной пространственно-неоднородной накачкой. В качестве нелинейных сред попользовались ацетон и четыреххлористый углерод. При наблюдении пространственных флуктуации ВРМБ обеспечивалась высокая однородность распределения интенсивности по сечению возбуждающего пучка. Изучена зависимость характерного масштаба пространственных флуктуации от угловой расходимости накачки "и длины нелинейной среды. Получено хорошее согласие результатов эксперимента с теоре-тическими оценками. В теоретической части главы выполнен расчет характерного масштаба пространственных флуктуации ВКР при монохроматическом возбуждении. Показано, что размер крупномасштабной структуры поля ВКР зависит от степени превышения критической яркости накачки. При уменьшении частотного сдвига ВКР размер пространственных флуктуации ВКР приближается к случаю ВРМБ. На защиту выдвигаются следующие положения.
Теоретическое исследование зависимости коэффициента усиления ВКР от угловой расходимости, ширины спектра, а также от когерентных свойств накачки. Экспериментальное определение зависимости коэффициента усиления ВКР от угловой расходимости монохроматической и широкополосной накачки.
Экспериментальное обнаружение и исследование временных флуктуации ВКР при монохроматической ж широкополосной пространственно-неоднородной накачке и временных флуктуации ВРІ/Ш при широкополосной пространственно-неоднородной накачке. Установление пространственной когерентности поля ВР в режимах (Ж& и ВВФ.
Экспериментальное обнаружение и исследование пространственных флуктуации ВРМБ с широкополосной пространствешю-неоднород- _ Q _ ной накачкой. Теоретически расчет характерного масштаба пространственных флуктуации ВКР.
Вынужденное рассеяние в поле прост ранственно-однородной широкополосной накачки
В предыдущем разделе рассматривалась теория ВР в поле монохроматической плоской волны накачіш. Следущшл этапом теоретического изучения ВР явилась разработка теории для случая широкополосной накачки, которая по-прежнему представлялась в виде плоской волны.
В первых теоретических работах Ю.Е.Дьякова [44,45 1 была показана возможность эффективного возбуждения ВРМБ при широкополосной накачке и установлено, что спектральное распределение рассеянного излучения повторяет спектр накачки. В последующих теоретических работах были детально развиты методы статистического описания рассеяния случайно модулированных во времени волн в диспергирующих средах, основанные на использовании Фоккер-Планковского приближения [ 46,47J и метода уравнений Дайсона [48,49 J . Теоретический подход,использовавшийся в этих работах, характеризуется описанием широкополосной накачки и рассеянного излучения посредством огибающих и использованием корреляционных функций поля. Он позволил расчитать инкремент нарастания стоксовой волны в случае коллинеарных пучков накачки и ВР при произвольной ширине спектра накачки и учёте дисперсии среды, а также установить, что в когерентном режиме рассеяния (см.ниже) изменение огибающей стоксовой волны повторяет изменение огибающей накачки Г47,50,511 . Результаты этого цикла работ суммированы в обзоре С.А.Ахматова 52І
Следуя [52] , рассмотрим основные режимы рассеяния при Дб і_ дії. Исходные уравнения, описывающие рассеяние в приближении заданного поля широкополосной накачки, записанные для случая ВКР, имеют вид: где AsC"t;s) , A, CQ) - огибающие стоксовой волны и накач ки, Q. = - І ; L» Us - групповые скорости накачки и сток-совой волны, & - недиагональный элемент матрицы плотности, fa , J4, - коэффициенты нелинейной связи, выражающиеся через нелинейную восприимчивость и другие параметры среды, 41 - вре-мя релаксации недиагонального элемента матрицы плотности (время поперечной релаксации); А/(8 3) - случайная флуктуационная сила, описывающая собственные шумы среды [53 J; G s - коэффициент затухания стоксовой волны в среде; для рассеяния вперёд е=1, для обратного рассеяния е=-1.
На основе анализа системы (1.6) или аналогичной системы для случая ВРМБ можно показать, что режим рассеяния существенно определяется соотношением времени корреляции накачки Т Г? - 2ж/лбди и характерного времени Тх = і L - ± uL + ut где верхний знак берётся для рассеяния вперёд, нижний - для обратного рассеяния (при ВКР вперёд Т представляет собой время группового запаздывания). Случай Т ч : - р . Эквивалентным этому является условие t L ко г } где когерентная длина Ьког UL- / I UL U5 I - 20 -При этом относительная корреляция огибающих накачки и БР имеет место на всей длине среды, что определяет так называемый когерентный режим рассеяния. Для обратного ВКР и ВРМБ этот случай реализуется при малой длине среды Z (J.YIДа) ) , где Д60 _ -і ширина спектра накачки в см . Для ВКР вперёд ограничение на длину среды существеїшо обычно лишь в конденсированных средах, где дисперсия велика. При фокусировке возбуждающего пучка с помощью линзы под Z в соотношении -I 1_ког следует понимать эффективную длину взаимодействия пучков накачки и ВР, определяемую длиной фокальной области.
Для рассеяния вперёд при отсутствии дисперсии среды (UL= Us, Т3 =0) решение системы (1.6) может быть получено методом Риглана. Оно тлеет вид: где I0 - модифицированная фунщия Бе с селя, ГСУ =ОА,(Ї)[ , 4 - удельный коэффициент усиления ВКР при монохроматической накачке на центральной частоте од& = u)L - Si (см. [і] ).
Выбор условий эксперимента для исследо вания возбуждения ВКР с монохроматической накачкой
Малое значение М соответствует случаю пространственно-неоднородной монохроматической накачки. При этом графики fl/go в зависимости от А (см.рис.6,7) отражают зависшлость усиления от степени превышения критической яркости возбуждающего излучения B F . Малое значение параметра А означает сильное превышение критической яркости накачки. В этом случае графики $/(L в зависимости от М соответствуют широкополосному возбуждающему излучению с плоским волновым фронтом. Они показывают зависшлость усиления от степени превышения критической спектральной плотное ти $?.
Из рис.6,7 видно, что при А- о и М- о параметрическое взаимодействие приводит к удвоению коэффициента усиления по сравнению с рассеянием в поле плоской волны монохроматической накачки. Общий случай широкополосной и пространственно-неоднородной накачки характеризуется общим параметром критической интенсивнос т КР -г Р ти J- _ Определить 1L по полученным графикам аналогично тому, как это было сделано для случая пространственно-некогерентной накачки, затруднительно, поскольку кривые, дающие значение инкремента, обрываются,не доходя до нуля.
Полученные данные о коэффициентах усиления ВКР могут быть использованы для расчета .интенсивности стоксовой компоненты в условиях I ILP . Из теории следует, что как при пространственно-когерентной, так и при пространственно-некогерентной накачке для определения E s можно воспользоваться формулой (2.8). В этой формуле вместо Go + 6Г необходимо подставить полный инкремент Q - Q02crt Коэффициент А, входящий в - 60 -(2.8) для широкополосной накачки имеет вид
В качестве комбинационно-активной среды было решено использовать сжатый метан. При количественных исследованиях ВР сжатые газы обладают значительными преимуществами перед конденсированными средами. Газы характеризуются высокой оптической однородностью и отсутствием кавитации, что снижает, в частности,опасность возникновения распределенной обратной связи. Они значительно меньше, чем жидкости, подвержены влиянию таких мешающих факторов, как самофокусировка излучения накачки и диэлектрический световой пробой. Сжатый метан обладает относительно высоким коэффициентом усиления ВКР. При р =12атм % =5.Ю"4см/МВт [l39j и в метане коэффициент усиления линейно возрастает с увеличением давления. Достаточно большая ширина линии спонтанного рассеяния Дії 2,=0,6см [- о] и соответственно малое время затухания фононыой волны исключают влияние нестационарности возбуждения ВКР.
Давление газа было решено взять ЗОатм. Большие давления использовать было нельзя, так как при Р ЗОатм коэффициент усиления ВРМБ сравнивается с коэффициентом усиления ВКР. Возбуждение ВРМБ приводит к отражению излучения накачки по направлению к лазеру.
Определенным недостатком метана в наших условиях является сравнительно большая величина частотного сдвига SL =29І6см . Дело в том, что тлеющаяся теория ВКР с пространственно-неоднородной накачкой существенно базируется на рассмотренном в гл.1 условии широкого углового спектра (І.І4). Нетрудно убедиться, что при заданном превышении критической яркости р = E L/BLP» Условие (I.I4) оказывается хуже выполненным для сред с большой величиной частотного сдвига (при этом ухудшаются и условия ВВФ L J ) действительно, полагая для прямоугольного углового распределения накачки bL - IL js 6L , используя выражение для В L и учитывая, что 90 - % І. получим: J±- = /J T (2.24) AJo У/ PSL При Р =2, AL=694,3HM, SL =29I6CM_I (-2.24) дает 5Q/J Q0 = ,2, ,то-есть условие (1.14) выполняется на пределе. Из теоретических оценок условий получения высокой степени ОШ и "ВШ (см.обзор [si] ) можно сделать вывод, что должно быть 29_/J\JJL 2. В то же время многочисленные экспериментальные исследования ВКР в жидком азоте, также обладающим большим стоксо-вым сдвигом ( SL =2330см-1), показали, что и в этих условиях имело место ОШ.
Для надежного сопоставления экспериментальных данных с теорией было решено использовать полый диэлектрический световод для излучения накачки и ВКР. Это обеспечивает постоянство поперечного сечения, а следовательно и интенсивности возбуждающего пучка на всей длине взаимодействия, интенсивность накачки в световоде может быть точно определена по ее мощности и площади поперечного сечения световода. В отличие от возбуждения сфокусированным лазерным пучком, теория ВР в световоде в настоящее время уже хорошо разработана.
Экспершлентальная установка
В этом разделе будет описана экспериментальная установка для исследования временных флуктуации огибающей поля стоксовой. компоненты ВКР и ВРМБ.
Поскольку вынужденное рассеяние подчёркивает временные осцилляции возбуждающего излучения, это накладывает жесткие тре бования к "гладкости" импульса накачки. Даже едва заметные пульсации накачки могут существенно исказить импульс ВР. Поэтому осцилляции накачки должны быть полностью исключены. Следует иметь в виду,что для многомодового лазера гладкость суммарного импульса еще не означает, что нет временных пульсаций в отдельных зо -нах поперечного сечения пучка. Такие осцилляции многомодового излучения при диафрагмировании пучка наблюдались,например, в работе [l48 ] . Эти флуктуации накачки в принципе могут проявиться в ЕР. Поэтому для исследования фдуктуационной структуры импульсов ВР желательно использовать пространственно-когерентную накачку. При пространственно-когерентной накачке, если имеют место временные осцилляции её огибающей, то они будут синхронны по всещ сечению пучка и проявляться при регистрации импульса с помощью осциллографа. В описанной ниже установке для получения пространственно-когерентной накачки использовалась система:одно-модовый рубиновый лазер-усилитель. Применялись лазеры, работающие в монохроматическом и широкополосном режимах.
Монохроматический одномодовый лазер. Активным элементом монохроматического лазера, так же как и широкополосного (см.ниже) служил кристалл рубина с лейкосапфировыми наконечниками.(общая длина 180мм, длина кристалла рубина 120мм, диаметр 8мм).. Монохроматическое излучение обеспечивалось пассивной модуляцией добротности резонатора. В качестве пассивного затвора использовался раствор фталоцианина ванадия в толуоле. Раствор красителя заливался в кювету, расположенную под углом Брюстера к оптической оси лазера.
Резонатор лазера был образован плоским диэлектрическим зеркалом с коэффициентом отражения R =99,8% на длине о волны =6943А и резонансным отражателем. Длина радиа тора составила 50см. В качестве резонансного отражателя использовалась пустая плоскопараллельная стеклянная кювета с толщиной окон 5мм и воздушныгл зазором Змм. Она селектировала продольные моды, обеспечивая генерацию только на одной частоте. Если выходным зеркалом вместо резонансного отражателя служила плоскопараллельная подложка, то генерация могла развиваться в віще двух или трех продольных мод с частотным интервалом 10 см . Биение во времени этих мод вызывало модуляцию импульса излучения. Торцы кристалла рубина были съюстированны с выходным зеркалом резонатора, что вносило дополнительную селекцию.
Генерация одной поперечной моды была получена без диафрагмы в резонаторе лазера. При увеличении накачки кристалла возникал многомодовый режим генерации. Отметим, что большой коэффициент отражения выходного зеркала способствовал разделению режимов однрмодовой и многомодовой генерации.
Диаметр выходного пучка лазера равнялся 1,5мм. Его угловая расходимость составляла 0,5 мрад и была близка к дифракционной. Мощность генерации колебалась в пределах 0,6-1,2МВт.
Для расширения спектра генерации вместо пассивной модуляции добротности была использована модуляция с помощью вращающейся призмы. Для того, чтобы спектр излучения не имел сильно выраженной дискретной структуры, из резонатора были убраны лишние отражающие поверхности, вносящие частотную селекцию. Выходным зеркалом резонатора служил торец рубина. Длина резонатора составила 75см.
Уменьшение коэффициента отражения выходного зеркала по сравнению с монохроматическим лазером привело к необходимости использовать диафрагму для выделения одной поперечной моды генерации. Диаметр диафрагмы составлял 1,7мм. Угловая расходимость широкополосного лазера была 0,5 мрад. Мощность генерации 0,6 - 0,8 МВт. ДВУХПРОХОДНЫЙ усилитель. Излучение одномодового лазера направлялось на двухпроходный усилитель (см.рис.17). Оптический путь от генератора до головки усилителя составлял 4м. Такая длина оптического пути была необходима для увеличения поперечного сечения одномодового пучка на входе усилителя и для обеспечения оптической развязки при исследовании ВРМБ. В качестве активного элемента усилителя использовался кристалл рубина диаметром II,5мм и длиной 120мМчбез наконечников из лейкосапфиров. Угловой раствор между осью падающего луча и луча, выходящего из усилителя, составлял Юмрад.
Питание генератора и усилителя осуществлялось автономно по схеме, описанной в 3 Гл.П. Синхронный запуск обеспечивался подачей одной запускающей искры на обе головки. Мощность усиленного излучения достигала 25 МВт, что соответствовало коэффициенту усиления г 30. Угловая расходимость излучения, прошедшего через усилитель, увеличивалась до 0,8мрад. Длительность импульса составляла 25нсек.
Экспершлентальная установка и методика работы
Для проверки синхронности флуктуации по сечению пучка проводилось диафрагмирование пучка перед приемником излучения до диаметра 0,5мм. При (9и=3мрад это не приводило к заметному увеличению глубины модуляции импульсов рассеяния, что говорит о синхронности флуктуации по всему поперечному сечению.
При угловой расходимости QL. -бмрад, когда яркость накачіш не превышает критическую, получались гладкие осциллограммы, не обнаруживающие флуктуации огибающей (рис.196). Была предпринята попытка обнаружить флуктуации путём диафрагмирования рассеянного пучка перед приемником излучения. Она не привела к появлению флуктуации. Ограниченная чувствительность регистрирующей аппаратуры не позволила использовать отверстия диаметром менее 0,5мм. Площадь такого отверстия ншлного превосходит область когерентности волнового фронта стоксовои компоненты. По-видимому, это и явилось причиной отсутствия модуляции огибающей диафрагмированного импульса ВКР.
БКР в На в световоде, монохроматическая накачка. При превышении критической яркости накачіш флуктуации стоксовои компоненты были зафиксированы в обоих направлениях рассеяния. Для ВКР вперед характерный период флуктуации был определен по 15 осциллограммам. Получена величина =2,1+0,4нсек. Зто значение хорошо совпадает с приведенным выше для импульсов ВКР с широкополосной накачкой. При BL & р модуляция импульсов рассеяния не наблюдалась.
В отличие от широкополосной накачки при сильном рассеянии с монохроматической накачкой обнаружена более сложная структура импульсов ВКР. Флуктуации с периодом 2нс накладывались на более длительные и глубоко модулированные пички излучения. Эти крупные пички не исчезали и при bL BL . Исследования пичковой структуры импульсов ВКР при сильном рассеянии проводились при угловой расходимости накачки L =6мрад, когда флуктуации, связанные с шириной спектра фононной волны не должны проявляться. На одной развёртке осциллографа были сфотографированы импульсы накачки и ВКР вперёд, а также ВКР вперёд и в обратном направлении. Использование колиброваннои задержки в 75нсек позволило сопоставить их по времени. Временное соотношение импульсов ВКР вперёд и накачки, а также ВКР в противоположных направлениях см. на рис.20. Из рисунка видно, что импульс возбуждающего излучения становится модулированным, а пичковая структура ВКР появляется при истощении накачки. Глубина модуляции импульсов возрастала с увеличением коэффициента преобразования. Характерный период крупной модуляции был одинаков для импульсов накачки и ВКР и составлял г 5, 5нс, что соответствовало времени двойного пролёта рассеивающей среды. Вопрос о динамике развития ВКР при монохроматической накачке был теоретически рассмотрен в [151J . Авторами показано, что при ограниченной длине рассеивающей среды L может возникать модуляция ИНТЄНСРШНОСТИ накачки и рассеяния с периодом 2 L /лг , где \ґ - скорость распространения излучения в комбинационно-активной среде. Необходимым условием этой модуляции является возбуждение обратного рассеяния. ВКР в Иг в световоде. пространотвенно-некогетэентная накачка.
Поскольку чаще всего для возбуждения ВР используется много-модовый лазер,представляло интерес исследование временных флуктуации также и при возбуждении многомодовым лазером,как монохроматическим, так и широкополосным. К тому же возбуждение ВКР широкополосным многомодовым лазером позволяет проверить, выпол няется ли соотношение (3.1) для пространственно-некогерентной накачки. При такой накачке поля возбуждающего Aj_ (Jo} г) и рассеянного излучения As -э г) пространственно некогерентны, но медленные флуктуации должны быть синхронны по всему поперечному сечению пучка.
Монохроматическая и широкополосная накачка обеспечивались так же, как описано выше для одаомодового. лазера. Рассеяние возбуждалось в сжатом водороде при давлении 40атм с использованием световода. Изменение угловой расходимости накачки в световоде достигалось с помощью переменной диафрагмы, введенной в резонатор лазера (см. 3 Гл.П).
Сопоставление осциллограмм с осщиллограммами, полученными при возбуждении пространственно-когерентной накачкой показало, что характер временных флуктуации в обоих случаях аналогичен. Измерения характерного периода этой структуры дали такое же время флуктуации, как и при наблюдении с пространственно-когерентной накачкой. При BL Б р временные флуктуации поля рассеяния не наблюдались. Из полученных экспериментальных результатов можно сделать вывод, что использование многоходового лазера мало сказывалось на проявлении-флуктуации ВКР.
Возбуждение ВКР в сфокусированном пучке. В сфокусированном пучке рассеяние возбуждалось монохроматическим излучением. Наблюдения проводились в условиях существенного превышения критической яркости накачки.
