Нагрев газа лазером

[efremov]

Приветствую всех!
Предположим, что по цилиндру, стенки которого поддерживаются при 20 0С, вдоль оси идет лазерный луч (CW, 100 Вт). В цилиндре находится газ, НЕ поглощающий на длине волны лазера. Будет ли происходить нагрев газа?

[Nord]

Будет, но в очень небольшой мере (нерезонансное поглощение).
Если интенсивность лазерного излучения очень велика (10^18 Вт/см2), то может произойти оптический пробой газа и образуется плазма. Явление называется НОР -- непрерывный оптический разряд.

[efremov]

Будет, но в очень небольшой мере (нерезонансное поглощение).

А можно это оценить (по порядку величины)?

[Nord]

Оценить можно по возрастанию температуры (или давления)

[efremov]

Я имею в виду, можно ли (теоретически) предсказать измерение температуры по известным параметрам системы?

[VTur]

У Вас нелинейная среда. В линейном приближении она же прозрачна. Ищите что-нибудь по квантовой оптике. Пару лет назад в этой области вышла толстая книга, держал её в руках. И называется вроде так же "Квантовая оптика". Но могу ошибиться.

[efremov]

У Вас нелинейная среда.

Это почему?!

[ИСН]

Потому что если она линейная, то тупо ничего не будет.

[Nord]

Может я тупой коллеги...
но нелинейной средой, насколько мне известно, называют среду, в которой происходят нелинейные процессы: генерации гармоник, комбинационных частот, самофокусировка, самодефокусировка и изменение коэффициента прозрачности. А поглощение, резонансное или нет, по-моему, никто "нелинейностью" не называет.

[efremov]

Потому что если она линейная, то тупо ничего не будет.

А "ничего" это сколько? Я в том смысле, что мы говорим про нагрев - не так ли? КР, например, будет.

[surius]

Может я тупой коллеги...
но нелинейной средой, насколько мне известно, называют среду, в которой происходят нелинейные процессы: генерации гармоник, комбинационных частот, самофокусировка, самодефокусировка и изменение коэффициента прозрачности. А поглощение, резонансное или нет, по-моему, никто "нелинейностью" не называет.

Оптические нелинейности бывают 2-х видов...
1) Безинерционные (классические). Характерное время релаксации 10^(-15)-10^(-13) секунд
2) Динамические (инерционные). Нелинейности возникают при поглощении света в веществе (а ведь по факту он все же поглащается). При этом коэффициент поглощения среды зависит от интенсивности возбуждающего излучения. Нелинейное изменение коэффициента поглощения, в свою очередь, приводит к нелинейному изменению коэффициента преломления.

[Darth Vasya]

В цилиндре находится газ, НЕ поглощающий на длине волны лазера.

Давайте так: если газ НЕ поглощает на длине волны лазера, то поглощать ему будет нечего, и нагреваться он не будет. И совсем другое дело - что на самом деле газ ДА поглощает на длине волны лазера, просто слабо

[surius]

В цилиндре находится газ, НЕ поглощающий на длине волны лазера.

Давайте так: если газ НЕ поглощает на длине волны лазера, то поглощать ему будет нечего, и нагреваться он не будет. И совсем другое дело - что на самом деле газ ДА поглощает на длине волны лазера, просто слабо

Ну тогда давайте уж тогда так: газ НЕ поглощает на длине волны лазера (ламбда), до тех пор пока мощность (интенсивность) излучения не привысит порожек.
Только мы же понимаем, что даже при относительно не высоких интенсивностях поглощение идти будет...
Отсюда вопрос: правомерно ли говорить в конкретном случае о линейности среды (в том случае когда предполагается наличие тепловыделения). И тогда быть может появление выделевшегося тепла будет уже некой полуколличественной мерой нелинейности среды

[VTur]

Т.к. большая часть формул в квантовой оптике получена или из теории возмущений или разложением в ряд по каким-то параметрам (интенсивность, напряженность, дип. момент и тд.), то в данном случае, нелинейность - это то, что описывается не линейными уравнениями, нужно учитывать слагаемые более высокого порядка в разложении.

[Nord]

Согласен. Более того, добавлю, что линейность/нелинейность по напряженности(ям) поля волны.

[VTur]

Уважаемый efremov!

Не могу точно посоветовать ссылку по лазерам, но если у Вас есть Физическая Энциклопедия т.3, то посмотрите статьи по нелинейности, в том числе по нелинейной оптике. Конкретно ничего не даст, но хоть будет понятно, где искать.

[efremov]

Уважаемый efremov!

Не могу точно посоветовать ссылку по лазерам, но если у Вас есть Физическая Энциклопедия т.3, то посмотрите статьи по нелинейности, в том числе по нелинейной оптике. Конкретно ничего не даст, но хоть будет понятно, где искать.

Спасибо. Посмотрю...