Во многих задачах оптики и спектроскопии требуется знание коэффициента собственного поглощения исследуемой среды. При этом для лазерного излучения в УФ и видимом диапазонах спектра наряду с линейным поглощением может наблюдаться и довольно сильное нелинейное (в первую очередь двухфотонное) поглощение. Известно, что даже слабое оптическое поглощение среды, трудно регистрируемое традиционными методами, может явиться причиной значительного нагрева среды в поле лазерного излучения (см.например [1,2]).В данной работе проведены данные по исследованию края собственного линейного поглощения некоторых жидкостей, традиционно используемых в оптике, в том числе и в нелинейной , а также приведены значения их коэффициентов нелинейного поглощения. Известно, что коэффициент собственного линейного поглощения аморфных стекл и жидкостей на коротковолновом краю экспоненциально связаны с энергией фотона падающего света [3,4]. . Здесь [
] - энергия фотона падающего излучения,
- эффективная энергия ширины запрещенной зоны,
- const вещества. Используя известные данные по электронным спектрам поглощения, собственные измерения коэффициентов поглощения в кюветах с длинами от <1мм до ≥10см в диапазоне длин волн
, используя обработку данных методом наименьших квадратов, были получены (по аналогии с кварцем) следующие выражения для коэффициента поглощения следующих жидкостей, результаты, которых представлены в таблице1. Данные по двухфотонному поглощению на длине волны
взяты из [5-7].Значения коэффициентов
для воды (
) в указанном диапазоне близки к [8,9], а для
согласуются с [5,9].
CCl4
Фреон -113 (1,1,2- )
Вода (
)
Кварц (
<
Результаты работы позволяют делать оценки оптических потерь данных сред в диапазоне длин волн, где не сказывается длинноволновый край собственного поглощения среды (В общем случае необходимо также учитывать рассеяние света средой). Что касается ДФП (более слабо зависит от λ) , необходимым условием которого является ,[10] где
энергия , соответствующая коротковолнового сильного (
) собственного поглощения вещества.( величина
близка к
), то в соответствии с приведенными выше нелинейными коэффициентами, его вклад является существенным для импульсных УФ лазеров.
Работа поддержана грантом НШ-4690.2006.2
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Бубис Е.Л. и др.// Оптика и спектроскопия, 1988, Том 65, №6, с. 1281 -1286.
- Бубис Е.Л.и др.// Тезисы YIII Всесоюзной конференции по методам получения и анализа высокочистых веществ. Горький, 1988, с. 169 -170.
- D.A.Pinnow et al // Appl.Phys.Lett., Vol.22, No.10, 1973, pp.527-529.
- Волоконно-оптические датчики. Под ред.Т. Окоси // Л.: Энергоатомиздат, 1990, 256с.
- Бубис Е.Л., Соустов Л.В. // ЖПС, 1993, Vol.58, No 3-4, с.347-350.
- Bubis E.L.et al // ICONO 95, Technical digest series, Paper TuQ6, p.45.
- Dragomir A., et al.// IEEE J.of QE. Vol.38, No1, 2002, pp.31 - 37.
- G.M. Hale and M.R. Querry // Appl.Optics, 1973, Vol.12, No3, pp.555-563.
- Stone J. // Appl. Opt., 1973,V.12, №8, рр. 1828 -1830
- Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М."Наука" 1989, 560 с.