ДО ПИТАННЯ ПРО ПРИРОДУ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ОПТИЧНО-ІНДУКОВАНОГО ЧЕРЕНКОВСЬКОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-7Ключові слова:
черенковське випромінювання, модель О. Бора, модель І. Голуба, оптичний пробій, релаксаційна оптика, каскадні процеси, ударні процеси, моделюванняАнотація
Обговорюються основні проблеми природи оптично-індукованого черенковського випромінювання. Показано, що ця проблема пов'язана з проблемою ударного збудження неоднорідної поляризації опроміненої речовини. З цієї точки зору випромінювання Черенкова є нелінійним оптичним явищем. Але класичні ефекти нелінійної оптики – це явища з однорідною ударно-збуджуваною поляризацією. Спостерігаються два аспекти моделювання цього явища. Перший, мікроскопічний, заснований на теорії О. Бора представлення черенковського випромінювання на основі розсіювання заряджених частинок у середовищах. Ця теорія дає вигляд форми гальмівного шляху частинки в середовищі у вигляді гіперболоїда. Твірні конуси черенковського випромінювання утворені зовнішніми нормалями до гіперболоїда О. Бора. По-друге, макроскопічний базується на моделі І. Голуба формальної аналогії закону Снелла та Черенковського випромінювання. Черенковська швидкість визначається як швидкість ударної нелінійної поляризації опроміненої речовини. Синтез моделей О. Бора та І. Голуба дозволяє визначити добуток нелінійного лазерно-індукованого показника заломлення на швидкість нелінійної поляризації. Істотна відмінність оптично індукованого від класичного (отриманого гамма-квантами або зарядженими частинками) черенковського випромінювання полягає в спектрі розподілу випромінювання. Класичний спектр більш однорідний, оскільки кожна частка «має» свій гіперболоїд. Для оптичного випадку ми маємо кількість конусів, яка пов'язана з модовою структурою лазерного випромінювання. Отже, для моди TEM00 ми маємо лише один конус. Тому спектр випромінювання буде більш неоднорідним, як і в класичному випадку: ультрафіолетове випромінювання буде в центральній частині, а інфрачервоне – по краях. Спостереження лазерно-індукованого черенковського випромінювання пов'язане з проблемою дифракційного розшарування і відомо як поверхневе континуальне випромінювання.
Посилання
Бор О. Влияние взаимодействия атомов на прохождение зряженных частиц через вещество. В: Н. Бор. Прохождение атомных частиц через вещество. Москва: Иностранная литература, 1950. с. 105–143.
Н. Бор. Прохождение атомных частиц через вещество. Москва: Иностранная литература, 1950. 150 c/
Boyd R. W., Lukishova S. G., Shen J.-R., editors. Self-Focusing: Past and Present. Springer Series: Topics in Applied Physics. Vol. 114. New York: Springer, 2009. 605 p.
Франк И. М. Излучение Вавилова-Черенкова. Теоретические аспекты. Москва: Наука, 1988. 286 с.
Golub I. Optical characteristics of supercontinuum generation. Optics Letters. 1990; 15: 305-307.
Golub I., Shuker R., Eres G. On the optical characteristics of the conical emission. Optics Communications. Vol. 57, Is. 2, 1986. – P. 143-145
Jelley J. V. Čerenkov radiation and its applications. New York: Pergamon, 1958. 304 p.
Кобзев А. П. Механизм Черенковского излучения. Элементарные частицы и атомное ядро, том. 41, вып. 3, 2010. – С. 830-867.
Landau L. D., Lifshits E. M. The Classical Theory of Fields. Third Revised English Edition. Course of Theoretical Physics, Volume 2. Oxford, etc.: Pergamon Press, 1971. 387 p.
Okada T., Tomita T., Matsuo S., Hashimoto S., Ishida Y., Kiyama S., Takahashi T. Formation of periodic strain layers associated with nanovoids inside a silicon carbide single crystal induced by femtosecond laser irradiation. J. Appl. Phys. 2009 v. 106, p.054307, 2009. – 5 p.
Okada T., Tomita T., Matsuo S., Hashimoto S., Kashino R., Ito T. Formation of nanovoids in femtosecond laser irradiated single crystal silicon carbide. Material Science Forum. 2012; 725: 19 – 22.
Trokhimchuck P. P. Relaxed Optics: Modelling and Discussions. Saarbrukken: Lambert Academic Press, 2020. 249 p.
Trokhimchuck P. P. Relaxed Optics: Modelling and Discussions 2. Saarbrukken, Cisinau: Lambert Academic Press, 2022. 210 p.
Yablonovich E. Optical Dielectric Srength of AlkaliHalide Crystalls Obtained by Laserinduced Breakdown. Appl. Phys. Lett. 1971; 19: 495-497.
