Диссертация (1103411), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Показано, чтомодуляция спектра сверхкоротких импульсов среднего ИК диапазона за счетрезонансного взаимодействия света с веществом, приводит к возникновению вовремениинтерференционныхструктурспецифическихкколебательно-вращательному движению молекул. Проведение анализа этих временных формвозможно при помощи мощной методики характеризации широкополосногоизлучения в среднем ИК диапазоне на базе оптического временного стробирования сразрешением по частоте при четырехволновом взаимодействии (ЧВВ) с импульсомнакачки в газовой среде.Выводы к главе1.Представлен анализ схем дистанционного зондирования газов на базекогерентного антистоксова рассеяния света в геометрии встречных пучков,позволяющий детектировать примесь угарного газа в воздухе с чувствительностьюоколо 10 ppm на основе спектроскопии вращательных переходов.2.Представленоисследованиеперспективнойсхемыдистанционногодетектирования веществ в атмосфере на базе комбинирования методики ВКРусиления во встречных пучках и методики удаленного формирования источникакогерентногоизлученияватмосферномвоздухе.Определеныоптимальныепараметры фокусировки, длительности и энергии излучения для осуществленияспектроскопиикомбинационныхрезонансовгазовыхсред.Полученныев- 173 лабораторных условиях результаты позволяют экстраполировать их для оценкипараметров лазерной системы, необходимой для работы в реальных условиях.3.Продемонстрирована методика характеризации сверхкоротких лазерныхимпульсов среднего ИК диапазона длительностью несколько периодов поля на базеоптического стробирования с разрешением по частоте на основе четырехволновоговзаимодействия в газе.4.Показано, что модуляция спектра сверхкоротких импульсов среднего ИКдиапазона за счет резонансного взаимодействия света с веществом, приводит квозникновениювовремениинтерференционныхструктурспецифическихкколебательно-вращательному движению молекул.
Мы показали, что комбинациятехники формирования сверхкоротких импульсов в среднем ИК с методами ихнелинейно-оптической характеризации позволяет проводить эффективный анализфундаментальных внутренних степеней свободы молекул, тем самым предлагаяальтернативныйспектроскопии.способимпульсной(время-разрешенной)молекулярнойЗаключение1.Показано, что использование фазово-модулированных импульсов позволяетреализовать фазовый контроль процесса когерентного антистоксова рассеяния света,которыйможетбытьвизуализированчерезинтерференциюкогерентногорамановского сигнала с нерезонансным фоном, формирующим профиль Фано взависимости общего сигнала КАРС от задержки между возбуждающими импульсами.Продемонстрирована возможность использования методики фазового модулированияимпульсов накачки для осуществления КАРС-спектроскопии сильно рассеивающихсред со спектральным разрешением около 20 см-1.2.Продемонстрировано,чтосветоводствердотельнойсердцевинойдиаметром 8.2 мкм может быть использован для доставки фазово-модулированныхимпульсов для проведения КАРС-спектроскопии со спектральным разрешениемоколо 20 см-13.Показано, что полое ФК волокно с диаметром сердцевины 15 мкм в областианомальнойдисперсииможетсжиматьпречирпированныеимпульсымикроджоулевого уровня с центральной длиной волны 1070 нм от начальных 510 фсдо 110 фс, обеспечивая тем самым пиковую мощность порядка 5 МВт на выходе изволокна, что позволяет осуществить локальное фоторазрушение тканей головногомозга.4.ПродемонстрированоспектральноесжатиевМСсветоводефемтосекундных импульсов от Cr:forsterite лазера на длине волны 1.25 мкм с 240 см-1до 65 см-1 (коэффициент сжатия - 3.7) для формирования волны накачки вспектроскопиикогерентногопоследовательноерамановскогоиспользованиепроцессоврассеяниясвета.солитонногоПоказано,самосдвигачточастотыфемтосекундных импульсов от Cr:forsterite лазера в МС-волокнах, и оптическогоудвоения частоты в нелинейно-оптических кристаллах позволяет получить источниксверхкоротких импульсов с частой повторения 20 МГц, варьируемой длительностьюот 80 до 580 фс и перестраиваемой длиной волны от 680 до 1800 нм.5.Экспериментально продемонстрировано нелинейное формирование одно-,двух- и трехпичковой структуры огибающей сверхкороткого импульса при удвоениичастоты импульсов фемтосекундного излучения с длиной волны 1.25 мкм в кристалле- 175 ниобата лития с периодической доменной структурой, что может быть использованодля повышения спектрального разрешения методики КАРС-спектроскопии за счетразделения по времени нерезонансного и резонансного вкладов в нелинейнооптический сигнал.6.Показано,чтотехникаКАРС-спектроскопиисиспользованиемнеусиленного фемтосекундного излучения и источника перестраиваемых импульсовна базе микроструктурированных волокон позволяет измерять амплитуду, времядефазировки и параметры оптической нелинейности оптических фононов всинтетическихалмазныхпленках.Такжепродемонстрированатрехмернаявизуализация с пространственным разрешением около 1 мкм распределенияплотности когерентных оптических фононов в алмазных пленках с использованиемметодики КАРС-микроспектроскопии с импульсами, имеющими специальныепрофили огибающей интенсивности.7.Нами продемонстрирована безмаркерная визуализация срезов мозгалабораторноймышиметодикойКАРС-микроскопиисиспользованиемфемтосекундной лазерной системы на базе МС световодов и нелинейно-оптическихкристаллов.
Спектральная компрессия импульсов накачек в кристаллах PPLN и LBOв процессе удвоения оптической частоты повышает эффективность и химическуюселективность микроспектроскопии на основе когерентного комбинационногорассеяния света.8.Представлен анализ схем дистанционного зондирования газов на базекогерентного антистоксова рассеяния света в геометрии встречных пучков,позволяющий детектировать примесь угарного газа в воздухе с чувствительностьюоколо 10 ppm на основе спектроскопии вращательных переходов.9.Представленоисследованиеперспективнойсхемыдистанционногодетектирования веществ в атмосфере на базе комбинирования методики ВКРусиления во встречных пучках и методики удаленного формирования источникакогерентногоизлученияватмосферномвоздухе.Определеныоптимальныепараметры фокусировки, длительности и энергии излучения для осуществленияспектроскопиикомбинационныхрезонансовгазовыхсред.Полученныевлабораторных условиях результаты позволяют экстраполировать их для оценкипараметров лазерной системы, необходимой для работы в реальных условиях.- 176 10.Продемонстрирована методика характеризации сверхкоротких лазерныхимпульсов среднего ИК диапазона длительностью несколько периодов поля на базеоптического стробирования с разрешением по частоте на основе четырехволновоговзаимодействия в газе.11.Показано, что модуляция спектра сверхкоротких импульсов среднего ИКдиапазона за счет резонансного взаимодействия света с веществом, приводит квозникновениювовремениинтерференционныхструктурспецифическихкколебательно-вращательному движению молекул.
Мы показали, что комбинациятехники формирования сверхкоротких импульсов в среднем ИК с методами ихнелинейно-оптической характеризации позволяет проводить эффективный анализфундаментальных внутренних степеней свободы молекул, тем самым предлагаяальтернативныйспособимпульсной(время-разрешенной)молекулярнойспектроскопии.Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителюдоценту Андрею Борисовичу Федотову за неоценимую помощь на всех этапахработы, как в процессе проведения экспериментов, таки и при написании текстадиссертации.
Хочется отметить особую теплую душевную атмосферу, которуюсоздает Андрей Борисович в нашей лаборатории. Автор выражает глубокуюблагодарность профессору Алексею Михайловичу Желтикову за постояннуюподдержку и внимание, что обеспечило высокий научный потенциал проводимыхисследований.
Автор выражает признательность сотрудникам и преподавателямкафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ и личнозаведующему кафедры профессору В.А. Макарову. Кроме того, автор признателенА.А. Воронину, И.В. Федотову, Л.В. Амитоновой, А.Д. Саввину, А.В. Митрофанову,Д.А. Сидорову-Бирюкову, А.А. Иванову, А.А. Подшивалову, П.А. Жохову, К.А.Кудинову, А.Ю. Тащилиной, М.Ю. Попову, Е.И.
Анашкиной, А.П. Оввян и В.А.Шумаковой за плодотворные обсуждения и помощь в работеПриложение АСписок используемых сокращенийКАРС– когерентное антистоксово рассеяние светаКР– комбинационное рассеяниеСКР– спонтанное комбинационное рассеяниеВКР– вынужденное комбинационное рассеяние светаЧВВ– четырехволновые взаимодействияМС– микроструктурированныйФК– фотонно-кристаллическийССЧ– солитонный самосдвиг частотыМПУ– многопроходный усилительОПУ– оптический параметрический усилительГВГ– генерация второй гармоникиГРЧ– генерация разностной частотыПГС– параметрический генератор светаИК– инфракрасныйBBO– бета-борат барияLBO– триборат литияAGS– тиогаллат серебраFROG – frequency resolved optical gating, оптическое стробирование сразрешением по частотеPPLN – periodically poled lithium niobate, ниобат лития с периодическойдоменной структуройЛитература1.Ахманов С.А., Коротеев Н.И.
Методы нелинейной оптики в спектроскопиирассеяния света: активная спектроскопия рассеяния света. Москва: Наука, 1981. 544p.2.Летохов В.С. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. Москва: Наука,1975. 278 p.3.Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. Москва: Наука, 1989. 560 p.4.Летохов В.С., Чеботаев В.П. Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокогоразрешения. Москва: Наука, 1990. 514 p.5.Hänsch T.W. Nobel lecture: passion for precision // Rev Mod Phys. 2006. Vol. 78, № 4.P.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
