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, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.