Как известно, энергетические, спектральные, временные и др. характеристики вынужденного рассеяния света (ВКР, ВРМБ и т.д.) сильно зависят от геометрии освоения объема рассеивающей среды /I-4/. Эти зависимости весьма нетривиальны и изучены лишь частично. Вопрос о слиянии фокусировки возбуждающего излучения на параметры рассеянного света постоянно обсуждается в литературе / 5-7 /. В 70-ые годы обнаружение восстановления (обращения) волнового фронта света при вынужденных рассеяниях стимулировало новый поток исследовании влияния геометрии освещения активного объема на характеристики рассеянного света /8-II/. Важное значение для развития представлений о вынужденном рассеянии сфокусированного импульса света имело экспериментальное обнаружение абсолютного насыщения ВКР и ВРМБ света в жидком азоте, ацетоне, нитробензоле /З,12,13/. Абсолютное насыщение ВРМБ и ВКР наступало даме при небольших коэффициентах преобразования, в отличие от известного насыщения ВР, вследствие истощения накачки /5/. Насыщение комбинационно-активного перехода в условиях, когда число рассеянных квантов было много меньше числа молекул в рабочем объеме, наблюдалось также в экспериментах по КАРС-спектроскопии в газообразном /I4/ и жидком азоте /I5/.

Результаты наших предыдущих исследований свидетельствуют о том, что в фокальной области линзы, где плотность мощности накачки наиболее велика, осуществляется эффективное усиление волны ВР от уровня спонтанных шумов. Остальные области освещенного объема среды работают как нелинейные усилители этих волн /I2/. Распространяясь от фокуса линзы попутно и навстречу накачке, волны ВР "вперед" и "назад" усиливаются в разных частях объема, в значительной мере независимо друг от друга. Возможно, это одна из причин, которая приводит к различию пространственных, энергетических и др. характеристик ВКР "вперед" и "назад". Обнаруженное нами абсолютное насыщение ограничивает нарастание интенсивности ВР в области каустики линзы, способствуя по мере увеличения накачки повышению роли внешних освещенных областей вне фокуса линзы. Перемещая фокус линзы, можно менять в активном объеме протяженность областей, эффективных для ВКР "вперед", ВКР "назад" и ВРМБ, и воздействовать на энергетические и пространственные характеристики ВР, добиваясь желаемых результатов /З,12,13/,

В настоящей работе с целью выяснения оптимальных условий возбуждения ВКР "назад", волны с обращенным волновым фронтом, при фокусировке возбуждающего импульса света в активный объем проводились измерения энергии первой стоксовой компоненты ВКР "назад" - η, коэффициента преобразования света в ВКР "назад" - η=E_с/Е₀ при разной глубине фокусировки с использованием линз с фокусом 100 мм и 50 мм. Источником возбуждающего излучения служил рубиновый лазер с модулированной добротностью. Длительность импульса возбуждения составляла 20*10^-9с при максимальной анергии Е₀=0,7 Дж и расходимости Θ₀=6,5*10^-2рад. ВКР возбуждалось в жидком азоте при толщине слоя 100 мм. Возбуждающее лазерное излучение фокусировалось внутрь дьюара с азотом.

Расчета диаметра и длины фокальной перетяжки, выполненные по известным формулам: ,

где а₀ - расходимость лазерного пучка после линзы, к - волновое число, дают значения, близкие для обеих линз: а₀=10^-3 мм, b₀=10^-2 мм, то есть можно утверждать, что в наших экспериментах толщина рассеивающего слоя всегда на несколько порядков превосходила размеры фокальной области линзы. Длина области эффективного

На рис.1 приведены кривые зависимости энергии первой стоксовой компоненты ВКР "назад" - Е_с от энергии накачки Е₀. Кривые а, б соответствуют случаю, когда фокус линзы f = 100 мм располагался, соответственно, на глубине 42 мм и 24 мм от входного

Рис.1. Зависимость энергии ВКР "назад" (Е₀) от энергии накачки (Е₀) при различной глубине фокусировки (f) линзами с разными фокальными расстояниями (f). а: U = 42 мм, f = 100 мм,

б: U = 24 мм. f = 100 мм,

а: U = 50 мм, f = 50 мм,

б: U = 12 мм, f = 50 мм.

окна кюветы. Кривые а и б получены с линзой 50 мм при глубине фокусировки 50 мм и 12 мм. Как видно из рисунка I, для более мелкой Фокусировки б и б' характерны низкие значения энергии накачки и стокса, при которых прекращается рост ВКР, т.е. начинается абсолютное насыщение. Максимальная энергия ВКР "назад" достигается при использовании короткофокусной линзы при большей глубине фокусировки

На рис.2 приведены кривые зависимости коэффициента преобразования η в волну ВКР "назад" от энергии накачки для линз с фокусным расстоянием 100 мм и 50 мм при разных глубинах фокусировки. Как видно из рис.2, во всех случаях увеличение Е₀ приводит

ступает относительно рано (рис.1, кривая б'). Это исключает возможность получения встречной волны рассеяния с большой абсолютной энергией - Е_с. Другим существенным недостатком данной схемы фокусировки является довольно узкий интервал энергий накачки, в котором наблюдается обращение волнового фронта /3/.

Смещение фокуса линзы в глубь рассеивающего объема позволяет расширить интервал существования обращения волнового фронта и получить большую энергию в обращенной волне (рис.1, кривые а и а'). Однако в этом случае преобразование по энергии не будет оптимальным (рис.2, кривые а, а').

1. Зубов В.А., Иракский А.В., Сущинский М.M, Федянина М.И., Шувалов И.К. ЖЭТФ, 59, 1466, 1970.

3. Бреховских Г.Л., Окладников Н.В., Соколовская А.И. Журнал прикладной спектроскопии, 32, 24, 1980.

5. Бломберген Н. "Нелинейная оптика". M., "Мир", 1966.

6. Луговой В.Н., Прохоров А.М. УФН, III, 203, 1973.

7. Бутылкин B.C., Каплан А.Е., Хронопуло Ю.Г. ЖЭТФ, 59, 921, 1970.

8. Карпухин С.Н., Яшин В.Е. Письма в ЖТФ, 9, 1115, 1983.

9. Русаков В.М., Аристов Ю.В., Коротков В.И. Письма в ЖТФ, 8, 1179, 1982.

10. Горбунов В.А. Квантовая электроника, II, 1581, 1984,

I2. Окладников Н.В., Зверев В.В,. Бреховских Г.Л., Соколовская А.И. Квантовая электроника, 11, 1105, 1984.

13. Brekhouskikh G.L., Zverev V.V., Okladnikov N.V., Sokolovskaia A.I. Optics Соmm., 53, 59, 1985.

14. Волянский С,И., Верещагин К,А., Волков А,Ю., Пашинин П.П., Смирнов В.В., Фабелинский В,И., Хольц Л. Квантовая электроника, 11, 18, 1984.