Введение к работе
Актуальность -гены Вынужденное рассеяние (ВР) света, обнаруженной лосяе создания первых лазеров, находит анроко» применение в научных исследованиях и практических приложениях. 3 связи с этим мзучекна физических кеханиэков ВР а различных областях спектрального диапазона представляет значительный интерес.
Однин из интересных приложения ВР является получение обращения волнового фронта (ОВФ).
ОН* при ВР исследовалось ранее првинуществанио для ближнего кг и зидикого диапазонов.
Первые работы по изучение ОБ» в УФ диапазоне относятся is началу 80-х годов. Интерес х получение ОВФ а УФ диапазон*» вьаі обусловлен перспективность» использования эхеннерныз лазеров дл>: индуцирования термоядерних реакций, ' обработки различных материалов и лазерной фотолитографии высокого разрешения [1. 7, 3, 4].
Обращение волнового фронта в УФ диапазоне впервые было продемонстрировано при использовании четвертой гармоники Mtl:VAG лазера (X 2ббр ни) в экспериментах по зьірожденіюну четырехволновону смешение [5] в некоторых жидкостях. Полученный при этом коэффициент отражения от ОВФ-зеркала не превышал 0,14.
В последуощкх работах [1-3, 6, 7] з качестве источников у* излучения применялись эксииерныа лазеры на галоганидах инертных газов ArF (А = 193 ни), KrF (А - 248 ни), ХеС1 (X - 308 нм), XeF (X = 351 нм). Было показано, что при использовании УФ излучения с интенсивностью > ю' Вт/снг и шириной спектра tv * 0,2 си
возможно получение обращения волнового фронта при БР назад в различных нелинейных средах (сжатые гази, жидкости, свэтоводы).
Некоторые результати этих и других работ, полученныа для гехсана, представлены в таблице Д. В третьои столбце этой таблицы приведены характерные значения иитенсивноси J излучения накачки. В четвертом - измеренный значения егшкрального сдвига Я рассеянного пучка относительно накачки. В последней столбце даны физические механизма наблодаемого в экспериментах ВР, предполагаемые авторани соотвотствующігх работ.
В то же время известно [S], что бриллоэновсхий спектральный сдоиг П определяется выраягениек:
П « 2nu(v/c)ein(e/2) (1)
Таблица 1. Некоторыа результаты работ [1-3,6,7,9,10]. Гексан.
предложенный механизм ВР
И)
> 5-Ю*
0,2
ВРИБ
[6]
> 1010
« 0,1
ВРНБ
{2)
> 2-10'
- 0,1
ВРИБ
[3]
- ю10
- 0,2
ВРНБ
[7]
> ю"
ВРИБ
[9)
> ю,г
0,24
ВРНБ
[10]
> 10м
БТР (ЛИН)
Таблица 2. Бриллсэновский сдвиг частоты ял* гвксана. полученный из (1).
Значения Я я случае рассеяния Назад (в - т>, вьчнепвинии с помощьп (1) для некоторых длин волн, характерных длл экеккерных лазеров, приведены в таблице 2. Видно несоответствие этих величин с лхсперинентал^ыни результатам, полученными для П я [1-3,6,7,9].
в работа (11 в ткачестве механизма вынужденного рассеяние излучения эксимерного KrF (\ - 2*8 нн) лазера называлось вынужденное температурное рассеяние (ВТР) вследствие линейного поглощения лазерного излучения в среде.
Кроне того, в ряде работ [1,2,7,11] было обнаружено ухудшение качества ОВФ при ВРМБ при увеличении интенсивности волны накачки. Это такяе требует дополнительного изучение, поскольку качество ОВФ при ВРНБ а прозрачных средах должно улучоаться с росток интенсивности накачки ввиду пряной зависимости амплитуды гнперзвуковоя волны от интенсивности накачки.
Цельр диссертации являлось исследование особенностяй вынужденного рассеяния и ОВФ излучения УФ диапазона и определение оптимальных для ОВФ паракетров излучения эксимерного
XaCL лазера.
В диссертации Карпова в.5. решена задача вияснення фнэнчесхих механизмов вынужденного рассеяния излучения Уф диапазона и определения диапазона интенсивности излучения эксинврного Х»С1 лазера, оптимального для получения ОВФ, а также сечения двухфотонного поглощения в гексане на Л - 0,308 мки.
Защищаемые положения диссертации
1. Эксикврная ХеС1 лазерная установка, обеспечиваемая
г <= нерацио на длине волны А - 0,308 нкн одночастотного
лазерного импульса с дифракционной расходимостью.
2. Существование эффекта изменения механизма вынужденного
рассеяния от ВРМБ к двухфотониому ВТР при увеличении
интенсивности излучения накачки, обусловленного двухфотонныи
поглощением в нелинейной среде.
-
Существование эффекта ухудшения хачветва ОВФ при переходе от ВРМБ к двухфотннону БТР.
-
Возможность определения сечения двухфотонного поглощения ь нелинейной среде по порогу появления двухфотонного BTF.
Научная новизна и - практическая значимость полученннх
результатов заключается в следующем:
-
Экспериментально реализована и исследована эхенмерная ХеС1 лазерная установка, обеспечивавшая генерацію на длине волнц А = J,30B мкм одночастотного лазерного импульса длительностью 8 не с дифракционной расходимостьо.
-
Впервые показано, что БТР света может обуславливаться не только линейным, но и многофотонным поглощением.
3, Впервые обнаружен и исследован эффект сиены механизма ЭР or ВРМБ х двухфотонноку ВТР-2 при увеличении интенсивности накачки.
*. Впервые экспериментально показано, чго качества ОВФ ухудшается при переходе от режима ВРМБ к дпухфотонноиу ВТР-2.
5. Экспериментально определено сечение двухфогонногс юглощания в гексане на длине волны Л - 0,308 мки.
Результата работы могут найти применение а раэрабогхач, юпопьзусіцих взаинодействие мощного лазерного излучения и аществсм.
Достоверность выносимых на защиту результатов проведенных сследоваиий подтверждается их хорошим согласованием :. сследованияни, проведенными другими авторами.
Личный вклад автора
Все изложенные в диссертации новые научные результаты получены ячно Карповым 3.5. или совместно с соавторами при его лнч,:о.і частий.
Апробация результатов
Материалы, диссертации докладывались на семинарах сделос >лебаний, волновых явлений, когерентной и нелинейной оптики 1Ш+ iH; сенинаре Университета IIT в Чикаго (США).а также на: всесоюзной Конференции "0ВФ-8Э", г. Минск, 1S89;
международной Конференции "LASERS-85", США, 1989; международном Симпозиуме "Коротковолновые лазеры і: их
приложения", г. Самарканд, 1990;
международной Конференции "КШО-91", г. Санкт-Петербург, 1991; - Общеевропейской Конференции по оптике "ЕСО-4", Нидерланды, 1991.
Публикации
Основные половения и результаты диссертации опубликованы в 12 печатных работах„
Структура и объен работа
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа кэлокзна на 1>7 страницах, содержит 19 рисунков и список литератур» иэ to наименований.
