Способ определения отношения светонаведенных изменений показателя преломления и коэффициента поглощения изотропной среды

 

Изобретение относится к квантовой электронике и нелинейной оптике и может быть использовано для целей спектроскопии, оптической обработки информации, при создании управляемых светом модуляторов и затворов. Целью изобретения является упрощение реализации способа при одновременном повышении его точности. Способ определения отношения светонаведенных показателя преломления и коэффициента поглощения изотропной среды заключается в облучении среды стационарным накачивающим и зондирующим световыми потоками, измерении интенсивности выделенного компонента зондирующего светового потока в отсутствие возбуждения, нормировании на нее величины выделенного компонента при наличии накачивающего светового потока, измерении зависимости нормированной величины выделенного компонента от интенсивности накачивающего светового потока, определении минимума этой зависимости, по величине минимального значения которой определяют искомое отношение. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 щ) G 01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1, (21) 4619048/31-25 (22) 01.11 88 (46) 15.10.90. Бюл. ¹ 38 (71) Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина (72) В.А.Гайсенок, И.И,Ганчеренок и С.С.Ветохин (53) 535.024(088.8) (56) Пилипович В.А., Ковалев А,А.

Оптические квантовые генераторы с просветляющими фильтрами. Минск: Наука и техника, 1975, с. 110.

Васильева M.A. и др. Дисперсия фазового отклика растворов красителей при пикосекундном возбуждении.

Квантовая электроника, 984, № 7, т. 11, с. 1431-1436. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ .

СВЕТОНАВЕДЕН11ЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ И КОЗФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к кван= товой электронике и нелинейной оптике и может быть использовано для °

Изобретение относится к квантовой электронике и нелинейной оптике и может быть использовано для спектрс скопин, оптической обработки информации, при создании управляемых светом модуляторов и затворов.

Целью изобретения является упрощение способа при одновременном повышении его точности.

На чертеже показана схема устройства для реализации предлагаемого способа.

„„SU„„1599721

2 целей спектроскопии, оптической обработки информации, при создании управляемых светом модуляторов и затворов. Целью изобретения является упрощение реализации способа при одновременном повышении его точности.

Спос".б определения отношения светонаведенных показателя преломления и коэффициента поглощения изотропной среды заключается в облучении среды стационарным накачивающим и зондирующим световыми потоками, измерении интенсивности выделенного компонента зондирующего светового потока в отсутствии возбуждения, нормировании на нее величины выделенного компонента при наличии накачиваюшего светового потока, измерении зависимости нормированной величины выделенного компонента от интенсивности накачиваюшего. светового потока, оп— ределении минимума этой зависимости, по величине минимального значен.ter которой определяют искомое отношение. I ил.

Устройство содержит источник 1 излучения и установленные вдоль направления излучения 2 исследуемую среду 3, поляризатор 4 и фотоприемник 5. На пути светового потока б накачивающего излучения источника 7 установлен оптический элемент 8, управляющий поляризацией.

Способ осуществляют следующим образом.

Источник 1 направляет зондирующее излучение 2 на среду 3 и далее на

1599721

30 (Сq + Са) 1A(z)/ (4) 3 поляризатор 4, выделяющий компонент с заданной поляризацией, интенсивность которого измеряется с помощью приемника 5. Световой поток 6 накачивающего, излучения от источника 7, позволяющего изменять интенсивность, через оптический элемент 8 управляющий поляризацией, направляют на среду и изменяют его интенсивность. По минимальному значению нормированного сигнала на приемнике 5 определяют отНошение светонаведенных изменений показателя преломления Ап к коэффиФ (лиенту поглощения hob. Пользуясь векторно-матричным методом Джонса, выразим дошедшее до приемника излучение зондирующего потока в следующем виде с со8 Дco8981n01" со8 1)

cos)s1n9s1n 9 81п 0 где справа налево последовательно выписаны вектор-столбец линейно поляризованного зонда, матрица Джонса л среды и матрица Джонса ((ориентироВанного под углом 8 поляризатора; о — угол ориентации вектора поляризации зондирующего излучения.

Вид матрицы M следующий

Л -о /2.

М = е (1 + A(z)S), л М гДе В=1+С <6c,, + Сгб о «Ео — тензоР нелинейной фотоанизотропии;

dI = I«> е ((fgd(A(z) (C, — С1) I. а во втором имеем

6Т = 1 () е р +(Я (A(z) (C + С ) — вектор поляризации накачf ки;

С 1 и С2 — параметры, определяемые природой среды; г — кордината распространения зонда;

М вЂ” коэффициент линейного поглощения; м

А(г) I I — интенсивность излучения накачки, л причем символ" в выражении для S обозначает диадное произведение.

Так как измерительное устройство реагирует только на интенсивность, поэтому вычислим интенсивность A I излучения, поступающего на приемник 5, когда накачка имеет круговую поляризацию, а вектор поляризации зонда ориентирован под углом 6 = O, 9 = л /2+ Р, и когда накачка имеет линейную поляризацию, а вектор поляризации зонда ориентирован под углом i /4, О = ц /4 + (Р/2+ P ), где Ь вЂ” угол смещения пол яриэ а цтора от положения, перпендикулярного анализатору.

Любую поглощающую изртропную среду можно смоделировать ансамблями хаотически ориентированных линейных или круговых диполей, в которых устойчивыми являются соответственно линейная и круговая поляризации.

В первом случае иэ выражений (1) и (2), полагая достаточно малым, получаем (С 1 — С ) А г

Э и

45 ЬТФин = Р е 1(01 — — —!.,— (6) -кг I À(ã) В.е (A(z) ) и I (A(z) соответственно действительная и мнимая часть значения функции A(z) . 50

Из выражений (3) и (4) видно, что ЬХ имеет вид параболы по интенсивности накачки, причем минимальные значения в случае В = н/2 — и

8 = ц /4 - i>/2 - P даются выражениями SS соответственно где I — начальная интенсивность

1(о) выделенного компонента зондирующего излучения беэ накачки;

2 г -Ф Re А(г1

АI = > е 1 ---- -"- (5) ллиус !" 1(о) А(z) (+

Нормируя теперь выражения (5) и (6) на интенсивность I1 выделенного компонента зонда без накачки (Il

-И2 Z

I„(„ е P ) и учитывая, что отношение светонаведенных изменений показателя преломления и коэффицициенту поглощения имеет вид

4 ti An Х„,А(г)

М

dK% R A(z) получаем окончательно

1599721

5 2

6I укн (8) + г °

Выражения (7) и (8) — рабочие выражения способа, позволяющие проводить контрольные измерения (при изменении поляризаций накачки), тем самым повышая точность измерений.

Формула изобретения ределяют искомое отношение.

Составитель С. Голубев

Техред Л.Сердюкова Корректор М, Максимишинец

Редактор Т. Парфенова

Заказ 3137 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

При9= i/2 +(Ъ и g= т/4+

+ 1 /2 + (и вырьировании интенсивности накачки а I...; может не наблю даться.

Предлагаемый способ основан на эффекте изменения поляризации зондирующего излучения (вращение плоскости поляризации и приобретение эллиптичности) в иэотропной среде под действием поляризованного излучения накачки. Минимум сигнала зонда на приемнике наблюдается, когда плоскость пропускания поляризатора ортогональна большой оси эллипса поляризации зонда. В свою очередь приобретенная зондом эллиптичность обусловлена при линейной поляризации накачки явлением наведенного двулучепреломления ($ n)., а при круговой — наведенного дихроизма (- о ).

Предлагаемый способ прост в реализации, так как не требует получения ультракоротких импульсов света, и свободен от паразитных шумов, обусловленных конечностью длительности импульсов, 5

Способ определения отношения светонаведенных изменений показателя преломления и коэффициента поглощения изотропной среды, состоящий в облучении среды возбуждающим и зондирующим световыми потоками, выделении из прошедшего среду зондирующего потока компонента с заданной поляри" зацией и измерении его интенсивности, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа п„.;z: одно20 временном повышении точности, среду облучают непрерывными возбуждающим и зондирующим световыми потоками, измеряют интенсивность выделенного компонента зондирующего светового

25 потока в отсутствие возбуждения, нормируют на нее величину выделенного компонента при наличии возбуждающего светового потока, измеряют зависимость нормированной величины вы3О деленного компонента от интенсивности возбуждающего светового потока и по величине минимального значения оп