Основы квантовой оптики - Клаудер Дж.
Скачать (прямая ссылка):
возродился интерес к изучению умножения и смешения частот в поле
многомодовых генераторов, обладающих статистическим разбросом фаз в модах
[21]. Частично возникающие здесь проблемы связаны с разработкой
интерферометров интенсивности, предназначенных для регистрации
пикосекундных импульсов (см. также раздел II настоящего дополнения).
Практические схемы таких интерферометров служат наглядной иллюстрацией
эффективности методов нелинейной оптики при измерении высших
корреляционных функций оптических полей. Подобные измерения представляют
значительный интерес для статистической оптики вообще.
ДОПОЛНЕНИЕ
397
Сходные статистические задачи возникают и при исследовании многофотонного
поглощения. Высокие степени нелинейности, которые здесь удается
использовать (напомним, что в настоящее время зарегистрирована шести- и
семифотонная ионизация газов), позволяют ставить вопрос об измерении
корреляций весьма высоких порядков. Представление о современном состоянии
этой области статистической нелинейной оптики можно получить из работ
[23-31]; следует отметить, правда, что здесь дело пока не вышло за рамки
теоретического рассмотрения вопроса.
Среди работ, в которых исследуются эффекты, обусловленные "статистикой
среды", следует отметить работы [32-34], где изучались генерация гармоник
и параметрическое усиление в слабо неоднородных и поли-доменных
кристаллах, генерация оптических гармоник в кристаллических порошках [35,
36], вынужденное комбинационное рассеяние в порошках [37]. Однако в
рассматриваемой области наиболее интересными, несомненно, следует
признать работы по так называемому нелинейному рассеянию и работы,
посвященные квантовым флуктуациям в параметрических процессах.
Под нелинейным рассеянием здесь понимается некогерентное рассеяние, при
котором интенсивность рассеянного света нелинейно зависит от
интенсивности рассеиваемого излучения').
Впервые нелинейное рассеяние было обнаружено Терхьюном и др. [38] (теория
явления развита в работах [39-41]). Речь идет о возникновении рассеяния
на удвоенной частоте (и близких к ней частотах) падающего излучения в
средах, в которых когерентная генерация второй гармоники невозможна (в
средах с центром инверсии); последнее открывает интересные перспективы
исследования нелинейных свойств отдельных молекул (нелинейное
молекулярное рассеяние).
Другим примером нелинейного рассеяния, связанного уже с макроскопическими
неоднородностями, является
¦) Нелинейная (экспоненциальная) зависимость имеет место, как известно, и
при вынужденном рассеянии; однако в последнем случае процесс является
существенно когерентным, что связано с сильным воздействием рассеиваемого
излучения на среду.
398
ДОПОЛНЕНИЕ
нелинейное рассеяние на неоднородностях, возникающих вблизи критической
точки. Такое рассеяние (на второй гармонике падающего излучения) было
исследовано недавно Фрейндом [42] в кристаллах NH4C1 вблизи точки
фазового перехода второго рода. Исследование указанного рассеяния
позволяет получить новую информацию о явлениях вблизи критической точки;
интересно, что обычная методика линейного рассеяния оказывается здесь
неэффективной (линейные оптические свойства NH4CI практически не меняются
вблизи рассматриваемой критической точки). В работе [43] детально
исследована угловая структура такого рассеяния.
Изучение статистических явлений в параметрических процессах в
значительной мере стимулируется последними успехами в создании
эффективных параметрических световых генераторов непрерывного действия.
Интересно, что лишь в 1967 г., через два года после запуска
параметрических генераторов света, появились работы, в которых были
зарегистрированы собственные шумы параметрических устройств. Речь идет о
специфическом спонтанном рассеянии в прозрачной среде, которое принято
называть "параметрической люминесценцией" '). Среди работ по
параметрической люминесценции необходимо отметить теоретические
исследования Клышко [44], Клеймана [49], Джалоренци и Танга [48];
экспериментальные данные об эффекте содержатся в работах [45-47]. В
работах Хакена и др. [52-54] рассмотрены статистические явления в
оптическом параметрическом генераторе, работающем в установившемся
режиме; здесь вычислены, в частности, ширина спектральной линии и уровень
амплитудных флуктуаций.
Аналогичные вопросы возникают, разумеется, и при рассмотрении других
аналогичных процессов - вынужденного комбинационного рассеяния,
вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна и т. п. Источники
флуктуаций в этих процессах детально исследованы
') Следует отметить, что использование термина "люминесценция" здесь не
совсем удачно; фактически речь идет не о люминесценции, а о процессе,
аналогичном спонтанному рассеянию (комбинационному или рассеянию
Мандельштама - Бриллюэна).
ДОПОЛНЕНИЕ
399
уже достаточно давно. Исчерпывающую информацию о них дают многочисленные
работы, посвященные спонтанным вариантам указанных видов рассеяния.
