Вимушене комбінаційне розсіяння в умовах самофокусування збуджуючої електромагнітної хвилі

*На основі детального зіставлення експериментальних і розрахункових даних вперше встановлено, що у самофокусуючих середовищах вирішальну роль у формуванні індикатриси параметричних ВКР-компонент відіграє, насамперед, висока ефективність перетворення самофокусованого лазерного випромінювання у першу стоксову (1s) компоненту в фокальних областях, завдяки чому подовжній розмір області існування наведеної нелінійної поляризації істотно менший за розмір самої фокальної області.

*Вперше виявлений та пояснений вплив конкуренції комбінаційних і параметричних ВКР-процесів на формування частотно-кутової структури вищих антистоксових компонент у самофокусуючих рідинах. Невідомий раніше фізичний механізм цього впливу полягає у селективному за кутами ОКР, зумовленому просторовим розмежуванням дії комбінаційних і параметричних процесів.

*Дістали подальший розвиток уявлення про генерацію широкосмугового випромінювання черенковського типу у самофокусуючих рідинах (толуол, бензол тощо) від хвиль нелінійної поляризації як одну з причин частотних розширень ліній ВКР. Уявлення поширені на нелінійну поляризацію з частотою вищих антистоксових компонент. Доведено, що розбіжності з теорією в частотно-кутовій структурі випромінювання черенковського типу є наслідком наведених спотворень хвильового фронту лазерного пучка і збільшення показника заломлення в області сильного поля.

Практичне значення одержаних результатів. Результати роботи мають важливе значення для розвитку фізичних засад нелінійної оптики і квантової радіофізики, а тому можуть бути покладені в основу нових наукових та прикладних напрямків:

 черенковської спектроскопії, що базується на явищі випромінювання черенковського типу від хвиль нелінійної поляризації і дає змогу отримувати важливу інформацію про середовище, амплітуду наведеної нелінійної поляризації та її швидкість;

 створення нових джерел, побудованих на принципі вимушеного випромінювання черенковського типу від хвилі нелінійної поляризації, що можуть знайти застосування для генерації надкоротких імпульсів електромагнітних хвиль;

 створення трансформерів імпульсів лазерного випромінювання для перетворення їх у довільну послідовність субімпульсів із заданими тривалістю та частотою  на основі поєднання можливостей ВКР, як ефективного методу перестроювання частоти, та можливостей СФ, як методу просторового сканування потужними згустками електромагнітного поля зі швидкістю близькою до швидкості світла.

Результати дисертації можуть бути безпосередньо використані у галузях традиційного застосування явища ВКР, зокрема, для удосконалення ВКР-лазерів з керованими характеристиками випромінювання, перестроювання частоти, поліпшення параметрів лазерного випромінювання, для розвитку спектроскопії ОКР, ВКР та КАРС (когерентної антистоксової спектроскопії розсіяння світла) тощо.

Розроблені в дисертації методи та оптичні схеми для їх реалізації розширюють можливості оптичної спектрометрії та інтроскопії.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто створена експериментальна установка, розроблено метод просторової фільтрації кутових спектрів і проведені дослідження впливу СФ на просторові, кутові і частотні характеристики ВКР-випромінювання. Здобувач прийняв безпосередню участь в експериментальній перевірці ідеї про широкосмугове ВКР-випромінюваня черенковського типу, в проведенні теоретичного аналізу та інтерпретації результатів усіх експериментальних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації оприлюднені на ХХ Всес. з’їзді по спектроскопії (Київ, 1988 р.), школі-семінарі “Оптика і спектральний аналіз та їх роль у наук. -тех. прогресі” (Вінниця, 1988 р.), Х Міжн. школі-семінарі “Спектроскопія молекул та кристалів” (Суми, 1991 р.), ХІІ Респ. школі-семінарі “Спектроскопія молекул та кристалів” (Ніжин, 1995 р.), ХІІІ Нац. школі-семінарі з міжнародною участю “Спектроскопія молекул та кристалів” (Суми, 1997 р.).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 9 статтях, матеріалах 2 конференцій, 1 авторському свідоцтві, 1 депонованій роботі.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, 6 розділів, висновків та списку використаних джерел з 111 найменувань, викладена на 156 сторінках, містить 24 ілюстрації та 3 таблиці.

 

 

Перший розділ є оглядовим. У ньому окреслені основні етапи розвитку наукової думки за темою дисертації. Увагу зосереджено на результатах експериментальних і теоретичних досліджень індикатриси та спектральних розширень ліній ВКР. Тут же описуються основні експериментальні методи досліджень ВКР та СФ, існуючі на момент виконання роботи.

Наведені результати експериментальних і теоретичних робіт попередників з вивчення індикатриси ВКР, які свідчать про відсутність єдиної точки зору на її природу в самофокусуючих середовищах. Розсіяне випромінювання класу ІІ у цих середовищах, яке має характерну та складну індикатрису, пов’язують у різних роботах з багатофокусною структурою або лазерного пучка (Garmire E., Shimoda K., Bloembergen N.), або 1s-компоненти (Луговий В. М., Прохоров А. М., Соколовська А. І.). Крім того, існує точка зору, що випромінювання класу ІІ можна пояснити і без залучення уявлень про СФ (Сущинський М. М., Арбатська А. М.). Розроблена теорія (Луговий В. М., Клишко Д. М.) здебільшого прогнозує значення кутів переважного випромінювання у широких межах: від нульового до подвійного значення кутів, характерних для випромінювання класу І, однак не дає конкретного вигляду залежності цих кутів від реальних експериментальних умов або параметрів самофокусуючого середовища. Таким чином, фактично прогнозується невизначеність кутів переважного випромінювання. У тих же випадках, коли завбачуються фіксовані значення кутів, вони не узгоджуються з експериментальними.

Констатується, що експериментально недостатньо вивчений вплив умов, від яких передбачається залежність кутової структури ВКР-випромінювання. З іншого боку, у теоретичних роботах не враховується ряд факторів, які можуть істотно впливати