НЕЛИНЕЙНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ЛУЧЕЙ В ЖИДКОСТЯХ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ ТЕМПЕРАТУРНОМ ПОЛЕ Джафарова А.Н.,Байрамова Х.Ч.

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности


Номер: 1-1
Год: 2017
Страницы: 12-15
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

жидкость, коэффициент поглощения, нестационарный режим, liquid, absorption coefficient, non-stationary regime

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Предложена методика определения коэффициента нелинейного поглощения лазерных лучей в жидкостях. Получена формула для определения отношения коэффициентов нелинейного поглощения в стационарном режиме к нестационарному.

Текст научной статьи

Процесс взаимодействия света с веществом привлекает внимание исследователей уже не один десяток лет. К середине ХХ века была выяснена связь основных макроскопических законов оптики с закономерностями взаимодействия света на атомарном уровне. В линейном приближении рассматриваются линейные однофотонные процессы. Это означает, что в каждом элементарном акте атом взаимодействует лишь с одним фотоном. Однако создание лазеров изменило ситуацию. При взаимодействии лазерного излучения, имеющего несравнимо большую интенсивность в отличие от любых долазерных источников, с веществом основные макроскопические законы оптики не всегда выполняются. В основе этого обстоятельства лежит изменение микроскопических законов. При большой интенсивности излучения, помимо однофотонных процессов, существенное значение приобретают и многофотонные процессы [1, 200; 2, 64]. Оптические методы исследования жидкостей, основанные на нелинейном двухфотонном поглощении мощных лазерных лучей, находят все большее распространение вследствие ряда замечательных достоинств. Исследованию процессов при двухфотонном и однофотонном поглощении лазерных лучей жидкостями уделяется пристальное внимание, о чем свидетельствует большое количество публикаций [3, 595]. Рассмотрим пример многофотонных процессов, возникающих при взаимодействии лазерных лучей с жидкостью, когда интенсивность лазерного возбуждения велика. Изменение интенсивности при прохождении света в жидкости с учетом линейного и нелинейного поглощения может быть выражено формулой: , (1) где -коэффициент двухфотонного поглощения. Из (1) определяем изменение интенсивности света с толщиной жидкости при нелинейном поглощении: . (2) Исследование коэффициента нелинейного поглощения в нестационарном температурном поле сводится к решению уравнения теплопроводности: (3) Учитывая начальные и граничные условия (4) с применением метода осреднения [4, 360] для коэффициента нелинейного поглощения имеем: (5) При коэффициент нелинейного поглощения в стационарном температурном поле имеет вид: (6) Тогда отношение коэффициентов нелинейного поглощения в стационарном режиме к нестационарному: (7) Изменение интенсивности при прохождении света в жидкости с учетом линейного поглощения подчиняется закону Бугера, т.е. , где -интенсивность падающего излучения. Тогда уравнение теплопроводности при линейном поглощении в нестационарном температурном поле имеет вид: (8) Решая (8) с учетом (4) получим коэффициент линейного поглощения в нестационарном температурном поле: (9) При коэффициент линейного поглощения в стационарном температурном поле имеет вид: (10) Отношение линейного коэффициента поглощения к нелинейному коэффициенту поглощения лазерных лучей жидкостью в стационарном режиме имеет вид: (11) На рис.1 представлена зависимость отношения линейного коэффициента поглощения к нелинейному от отношения температур при линейном и нелинейном поглощении в стационарном режиме. Рис.1. График зависимости отношения линейного коэффициента поглощения лазерных лучей к нелинейному в зависимости от отношения линейной температуры к нелинейной для стационарного режима. Исследование нелинейного поглощения лазерного излучения в жидкостях и определение коэффициента нелинейного поглощения позволяет глубже исследовать структуру жидкого состояния, т.к. коэффициент нелинейного поглощения является одной из важных характеристик жидкостей. Кроме того, исследование нелинейного поглощения мощного светового излучения в жидкостях позволяет разработать метод, который способствует повышению эффективности технологических процессов, связанных с применением жидкостей. Таким образом, предложена методика определения коэффициента нелинейного поглощения лазерных лучей в жидкостях.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.