WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

тенсивности на заданной частоте с использованием опи- На рис. 5, a представлена нормированная напряженсанных выше рекомендаций представлено на рис. 4, c-f. ность падающего и прошедшего L-cystine электричеКак видно, предложенный алгоритм позволяет отслежи- ских полей ETHz при его возбуждении импульсным вать в спектральном составе сложного отклика среды терагерцовым излучением, измеренный в физическом изменение амплитуды на заданных частотах. эксперименте и рассчитанный теоретически на основе уравнения (1), записанного ниже в физических переменных Результаты физического эксперимента d2P dP + + 0P = E(t) cos t, (7) Описанный выше метод анализа мгновенного спекdt2 dt трального отклика среды был применен эксперименгде P — поляризация, t — время, — характеризутально при исследовании некоторых веществ. В рамках ет затухание поляризации, 0 — резонансная частоданной работы обсудим лишь часть результатов физичета линейного осциллятора, параметр характеризуского эксперимента, который был выполнен совместно ет поляризуемость среды и равен = 2.997 · 109 c·V, с М.М. Назаровым, Д.А. Сапожниковым, А.В. Шуваемым m3·sдля порошка аминокислоты L-cystine при ее возбужде- а E(t) и — соответственно амплитуда и частота нии импульсным терагерцовым излучением. Подчерк- внешнего воздействия. Для приближения к условиям нем, что терагерцовые импульсы определенной длитель- эксперимента считалось, что данная линия находится Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. О точности измерения мгновенных спектральных интенсивностей фемтосекундных импульсов Рис. 4. Эволюция поляризации (a) линейной среды ( = 0) с коэффициентом затухания = 0.015, составленная из откликов с различными собственными частотами 0 {0.35, 1.2, 1.4, 1.7, 2.3}, при воздействии светового импульса длительности 2Lt = с максимальной амплитудой E0 = 40 на частоте = 1.0, часть спектра импульса (b) и зависимость модуля спектральной амплитуды |P | на частотах = 0.17 (c), 1.0 (d), 1.44 (e), 1.96 (f ) от времени при сдвиге окна = 13.7 и его ширине T = 15 (a-c), 85 (d).

на нерезонансном фоне, а качестве которого выберем место хорошее согласие используемой модели и резульлинейную функцию частоты (рис. 5, b). В теорети- татов физического эксперимента.

ческой модели использовались следующие параметры:

Для иллюстрации работы предложенного алгоритма = 0.157 · 1012 s-1, 0 = 4.505 · 1012 s-1, соответствую- на рис. 5, c представлена динамика измерения нормирощие физическому эксперименту, а в качестве возбужда- ванных амплитуд падающего импульса и терагерцового ющего импульса в расчетах использовалась эксперимен- поля на частоте 0.715 THz линии поглощения L-cystine.

тально измеренная зависимость напряженности элек- Она вычислялась с временным разрешением T = 5ns трического поля возбуждающего импульса от времени. с гипергауссовой (n = 4) формой окна. Выбор данной Заметим, что затухающие гармонические осцилляции ширины временного окна T связан с тем, что для являются следствием наличия в L-cystine линии погло- экспериментальной ситуации при меньших его размерах щения на 0.715 THz. Небольшое расхождение модели с из-за уменьшающегося спектрального разрешения на экспериментом в основном обусловлено нелоренцевской динамику поглощения на частоте 0.715 THz начинает формой линии поглощения L-cystine. Как видим, имеет влиять динамика поглощения соседних с ней линий 6 Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 84 В.Н. Сафонов, В.А. Трофимов, А.П. Шкуринов Рис. 5. 1 — импульс возбуждения, 2 — экспериментальный, 3 — модельный отклик L-cystine (a) и его спектр поглощения d на длине образца от частоты при воздействии терагерцового импульса (b), а также динамика (c) нормированной спектральной амплитуды A на частоте линии поглощения L-cystine = 0.715 THz.

L-cystine. Согласно рекомендациям предыдущего пункта интенсивности от времени для низкочастотной гармонии временное окно передвигалось через промежутки ки. Далее каким-либо образом „удаляем“ ее из сигнала.

времени T = 5 ns, т. е. через интервалы, равные дли- Затем снова определяем интересующие зависимости, истельности окна. Рисунок отражает хорошее согласие ходя из нового значения наиболее яркой низкочастотной теоретического анализа и эксперименальной динамики, гармоники. Однако вариант такого алгоритма с непочто демонстрирует работоспособность разрабатываемосредственным удалением низкочастотной гармоники из го метода.

спектра, при его применении к немгновенному отклику среды, что имеет место для рассмотренных выше случаев, приводит к неверным зависимостям спектральной Заключение и выводы интенсивности от времени для восстановленного сигнала. Так, проведенные расчеты показали, что если удалить Из изложенных результатов следует возможность изиз спектра часть, соответствующую наиболее яркой мерения во времени спектральной интенсивности отнизкочастотной гармоники, и применить к полученному клика среды на основе алгоритма Фурье-Габора при спектру обратное преобразование Фурье, то полученная воздействии фемтосекундных импульсов. Следуя опиэволюция амплитуды рассматриваемой гармоники не санному выше алгоритму на практике, получаем незабудет совпадать с аналогичной зависимостью, рассчивисящую в определенных пределах от сдвига окна и танной на основе исходного сигнала. Таким образом, его размера достоверную информацию о спектральном дальнейшее совершенствование развиваемого алгоритма отклике среды.

связано с поиском способа (или условий) выделения В связи с указанными способами выбора размера низкочастотной составляющей спектра без существенокна и его сдвига можно предположить следующее усовершенствование алгоритма спектрального анализа ного искажения спектральных амплитуд оставшихся сигнала. Сначала определяем зависимость спектральной гармоник.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. О точности измерения мгновенных спектральных интенсивностей фемтосекундных импульсов Следует однако подчеркнуть, что для многих экспериментальных ситуаций, в частности для терагерцовой спектроскопии, указанный алгоритм успешно работает, что продемонстрировано результатами физического эксперимента.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант № 02-01-727).

Список литературы [1] Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. / Пре. с англ. М.:

Мир. 1989. 558 с.

[2] Trofimov V.A., Skripov D.K. Bistable Dependence of Polarization frequence under the action od high intense femtosecond pulse on nonlinear medium. // Program and abstracts on Second Conference „Superstrong fields in Plasmas-2001“, Varenna, Italy. August 27-September 1, 2001. P. 8.

[3] Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: НИЦ „Регулярная и хаотическая динамика“. 2000. 560 с.

[4] Скрипов Д.К., Трофимов В.А. // ЖТФ. 2003. Т. 73. Вып. 3.

С. 69–74.

[5] Скрипов Д.К., Трофимов В.А. // ЖТФ. 2004. Т. 74. Вып. 2.

С. 77–82.

[6] Cohen L. // Proceedings of IEEE. 1989. Vol. 77. N 7. P. 941– 981.

[7] Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер. 2002. 608 с.

[8] Васильев В.Н., Гуров И.П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам.

СПб.: БХВ-Санкт-Петербург. 1998. 240 с.

[9] Чуи К. Введение в вэйвлеты. / Пер. с английского Я.М. Жилейкина. М.: Мир. 2001. 406 с.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.