Самомодуляция света. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Самомодуляция света - самоиндуцированная фазовая или амплитудная модуляция (в пространстве или во времени) высокоинтенсивного оптич. излучения, распространяющегося в нелинейной среде. При падении на среду плоской монохроматич. волны самомодуляция развивается вследствие параметрической неустойчивости, в результате чего световой пучок разбивается на множество тонких нитей или на серию стационарных импульсов. Если волна первоначально имеет неоднородный профиль интенсивности, то в нелинейной среде сначала появляется фазовая самомодуляция света, которая затем ведёт к нелинейной трансформации амплитудного распределения. Пространственная фазовая самомодуляция света проявляется в искажении волнового фронта и приводит к самофокусировке света или самодефокусировке света, если среда имеет достаточную протяжённость. Временная фазовая самомодуляция света приводит к самокомпрессии и саморасплыванию импульса. Оптич. импульс

с нач. амплитудным профилем

(рис. 1, а) при распространении в нелинейной среде с показателем преломления

приобретает нелинейную фазовую добавку (рис. 1, б):

Здесь z - пройденное расстояние,

- групповая скорость на несущей частоте w₀,

- волновое число, n₂ - нелинейная добавка к показателю преломления. [Показатель преломления среды

, где

- наведённое световым полем изменение показателя преломления: если нелинейный отклик безынерционен, то

Мгновенная частота такого импульса меняется на величину (рис. 2, а)

Рис. 1. Фазовая самомодуляция: а - амплитудный профиль; б - нелинейный набег фазы.

Рис. 2. Фазовая cамомодуляция: о - нелинейная добавка к мгновенной частоте; б - нелинейные добавки к групповой скорости.

Фазовая модуляция при наличии зависимости показателя преломления n(w) пли фазовой скорости v(w) от частоты вызывает амплитудную. Действительно, групповая скорость u в среде, обладающей заметной дисперсией, зависит от частоты:

Т. о., в нелинейной диспергирующей среде разл. участки оптич. импульса имеют разные локальные групповые скорости, отличающиеся от групповой скорости в линейной среде на величину

(рис. 2, б), равную с учётом (2):

Если огибающая импульса имеет колоколообразную форму, напр, гауссовv (рис. 3, а), то в среде с g > 0 его фронт, где

распространяется быстрее его вершины, где

а хвост с

- медленнее, т. е. происходит расплывание импульса, самодекомпрессия (рис. 3, б). В среде с параметром g < 0 фронт идёт медленнее, а хвост быстрее вершины, вследствие чего происходит самокомпрессия. Точка самокомпрессии импульса длительностью Т₀, расположена на таком расстоянии l_К от входа в среду, на к-ром хвост догоняет вершину:

В точке компрессии импульс сжимаотся до мин. длительности:

Для увеличения комирессни (т. е. получения малых Т_к)часто выбирают две среды: первая с большой нелинейностью n₂, чтобы получить большую

, а вторая - с большой дисперсией нужного знака,

В точке компрессии образуется спектрально ограниченный импульс, обратная величина длительности к-рого равна частотной ширине импульса, вышедшего из нелинейной среды с фазой

Рис. 3. а - начальный импульс; б - компрессия и декомпрессия.

Волна, имеющая пост. амплитуду Е₀, распространяется в нелинейной среде с фазовой скоростью

Если среда имеет нелинейный дисперсионный параметр g < 0, то эта стационарная волна неустойчива, т. е. малые возмущения амплитуды и фазы в такой среде экспоненциально нарастают

и волна приобретает амплитудно-фазовую модуляцию.

Наиб. инкремент имеют временные возмущения с масштабом модуляции Т_В, таким, что Тогда из (5) следует:

Т. о., стационарная волна разбивается на серию импульсов длительностью Т_В.

Волновые пакеты в результате распадной неустойчивости разбиваются на совокупность солитонив оптических, а волновые пучки - на отд. нити.

Литература по самомодуляции света

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.