Нелинейное рассеяние лазерного излучения капельным аэрозолем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, доктор физико-математических наук Гейнц, Юрий Эльмарович

• Гейнц, Юрий Эльмарович
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Гейнц, Юрий Эльмарович

Введение.

1. Оптические поля при нестационарном и нелинейном рассеянии лазерного излучения сферической частицей.

1.1. Основные уравнения нелинейных процессов параметрического волнового взаимодействия в частице.

1.2. Резонансы внутреннего оптического поля прозрачных сферических частиц.

1.3. Уравнения взаимодействия связанных волн в частице.

1.4. Нестационарное упругое рассеяние света на частицах.

1.5. Особенности формирования резонансных мод внутреннего поля частицы при нестационарном возбуждении.

2. Эффекты вынужденного рассеяния света.в прозрачных частицах.

2.1. Общий обзор эффектов вынужденного рассеяния света. щ 2.2. Пороги и стационарные режимы комбинационного рассеяния.

2.3. Эффективность нелинейного взаимодействия оптических полей в частице. Коэффициент пространственного перекрытия.

2.4. Оптимальные условия возбуждения резонансов внутреннего оптического поля частиц.

2.5. Нелинейная восприимчивость среды при процессе ВРМБ.

2.6. Угловая структура поля вынужденного рассеяния.

3. Нелинейное рассеяние света на аэрозольных частицах в условиях пондеромоторного эффекта.

I 3.1. Деформации капли в интенсивном световом поле.

3.2. Резонансная раскачка пондеромоторных колебаний.

3.3. Комбинационное рассеяние света на поверхности колеблющихся капель.

3.4. Особенности протекания процессов BP в жидких частицах. Эффект «Декартового кольца».

3.5. Влияние деформаций поверхности сферических микрокапель на добротность их собственных резонансных мод.

4. Нелинейное рассеяние света в условиях взрывной фрагментации аэрозольных частиц.

4.1. Фазовый взрыв-фрагментация жидких частиц. Режимы взрыва.

4.2. Энергетические пороги фазового взрыва.

4.3. Модели фрагментации жидких частиц.

4.4. Динамические эффекты при фазовом взрыве. Деформации капель.

4.5. Оптические характеристики аэрозольной среды при взрывной фрагментации частиц.

5. Эффекты нелинейного аэрозольного рассеяния света в практических задачах атмосферной оптики.

5.1. Интегральная прозрачность капельных и кристаллических аэрозольных сред

5.2. Оптоакустика аэрозоля в поле интенсивного излучения.

5.3. Диагностика функции распределения аэрозольных частиц по размерам по динамической составляющей рассеянного сигнала от колеблющихся капель.

5.4. Лазерная диагностика обводненных зольных частиц промышленных выбросов ТЭС.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нелинейное рассеяние лазерного излучения капельным аэрозолем»

Актуальность исследований

Нелинейная оптика атмосферы, являясь одним из разделов современной атмосферной оптики, переживает на современном этапе бурное развитие. Актуальность данного направления обусловлена широким использованием мощных лазерных источников в устройствах оптической связи, навигации, лазерного мониторинга природных и техногенных сред, а также во многих других практических приложениях [1]. Большой раздел данного направления исследований связан с изучением взаимодействия света с атмосферным аэрозолем. Прогресс в информационных технологиях, широкое внедрение вычислительной техники в научные исследования открыли новые возможности теоретических и, прежде всего, численных исследований физических процессов нелинейной оптики атмосферы. С развитием компьютерных технологий связан и новый этап теоретических исследований по оптике микрочастиц. Здесь с использованием теории Ми открылись перспективы проведения более строгих и детальных расчетов оптических полей, появилась возможность построить новые, более реалистичные модели физических процессов. В первую очередь такие исследования были важны для интерпретации экспериментальных результатов середины 80-х - начала 90-х годов по лазерному разрушению капель [2-6]. Существовал также большой массив экспериментальных данных по эффектам вынужденного рассеяния, вынужденной флуоресценции из микрочастиц (см. обзоры [7-10]). В продолжение многолетних научных программ, связанных с распространением лазерного излучения на атмосферных трассах [11], являлось важным создать модель распространения мощного излучения С02-лазеров в аэрозольных средах с использованием оптических моделей, подтвержденных лабораторными экспериментами и строгими теоретическими расчетами. В конце 90-х годов были поставлены новые задачи в связи с созданием и практическим использованием лазерных источников с рекордными параметрами излучения и развитием фемтосекундной атмосферной оптики [12-14].

Микрочастицы являются также весьма перспективными объектами ряда современных технологий таких, как Раман-спектроскопия [8,15], оптоэлектроника [16]. Микрочастица как микрорезонатор обладает уникальной способностью концентрировать в своем объеме энергию излучения, многократно понижая энергетические пороги проявления различных нелинейных явлений. Такие оптические элементы, совмещая в себе резонансные и нелинейные свойства, выгодно отличаются от традиционных устройств бегущей волны удобством Щ согласования с внешними цепями, простотой реализации. Кроме того, благодаря масштабному эффекту прочности, микрочастицы проявляют малую чувствительность к разрушению и перегреву, что открывает определенные перспективы их использования в качестве базовых элементов памяти оптических микрокомпьютеров и других устройств микроэлектроники [17].

Все выше перечисленные задачи стимулировали потребность в проведении новых исследований закономерностей взаимодействия интенсивного лазерного излучения с дисперсной средой в существенно нелинейных режимах. Прогресс в данной области напрямую связан с появлением новых результатов, реально отражающих особенности протекания нелинейно-оптических процессов в малых > объемах вещества в условиях сильной фокусировки оптического поля.

Состояние исследований

Если следовать исторической хронологии, то нужно отметить, что нелинейная оптика атмосферного аэрозоля началась фактически с исследования явлений теплового действия излучения на вещество частиц, среди которых ввиду своего сильного влияния на энергетику интенсивного излучения в замутненной среде, надо выделить, в первую очередь, эффект фазового взрыва-фрагментации капель. ^ Основополагающие результаты по данной проблеме получены в Институте оптики атмосферы СО РАН, НПО «Тайфун» Росгидромета, Институте радиотехники и электроники РАН, Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова, Институте физики Белорусской АН и др. За рубежом такие исследования интенсивно развивались в США и во Франции. Данные исследования находятся в постоянном развитии, в связи с расширением энергетического диапазона лазерных источников и освоением новых длин волн.

Возможность светоиндуцированного теплового взрыва капель была теоретически предсказана в [18], при анализе режимов испарения малого объема жидкости под действием излучения. При этом сам взрывной режим испарения связывался с достижением критических параметров вещества в локальных областях капли при быстром неизобарном нагреве жидкости. Экспериментально взрыв капель впервые наблюдался в [19], где исследовалось взаимодействие излучения рубинового лазера на X = 0.69 мкм и 100-200 мкм подкрашенных капель воды, подвешенных на нитях. Дальнейшие исследования [20-26], проведенные с использованием излучения лазеров на X = 0.69; 1.06; 10.6 мкм, показали, что взрыв поглощающих капель носит характер выбросов пароконденсата из фронтальной и теневой поверхностей частиц, где локализованы зоны тепловыделения.

Возможный механизм взрывной фрагментации поглощающей капли при ее лазерном нагреве за счет вскипания перегретой жидкости, носящем ударный характер, был предложен в [21,83]. На основе уравнения Ван-дер-Ваальса для конденсированной фазы была построена феноменологическая теория образования в перегретой жидкости жизнеспособного парового зародыша, а также сформулировано уравнение его роста в квазистационарных условиях. Дальнейшее уточнение модели взрывного вскипания капли, предложенной в [21], было проведено в [27] с использованием кинетического уравнения Зельдовича для гомогенного роста пузырька и методологии Фольмера-Деринга [28].

Авторами работы [33] в рамках гипотезы теплового взрыва жидкости впервые в полной постановке была решена модельная задача о росте парового пузыря в перегретой капле с учетом энергетики «горячих» точек. Область интенсивного нагрева внутри частицы, где возникал пузырь, заменялась шаровой областью, находящейся в изобарических условиях. На основе численного решения задачи были проведены количественные оценки времени взрыва водных капель, позволившие интерпретировать результаты экспериментов [19-21].

Важнейшим моментом в развитии теоретических моделей фазового взрыва метастабильной жидкости явился оптотермодинамический подход [29-32], в рамках которого тепловые эффекты, реализующиеся в частицах аэрозоля при облучении их мощным световым излучением, трактуются как проявление определенного типа оптотермодинамических переходов. Это позволило качественно и количественно проанализировать задачу, систематизировать экспериментальные данные и осуществить прогноз новых физических эффектов, стимулированных лазерным излучением в конденсированном веществе.

В вопросах распространения мощных лазерных пучков в дисперсных средах также достигнут определенный прогресс. Построены теории распространения, подтвержденные экспериментальными исследованиями, для излучения, обеспечивающего регулярное испарение капель [34-37] и взрыв в низкоэнергетических режимах [38-40]. Сложность уравнений, описывающих распространение лазерного излучения в аэрозоле в условиях взрыва капель, позволило получить аналитическое решение задачи только для мелкокапельного аэрозоля в приближении водности [39] на основе анализа уравнения для энергетической переменной в режиме накапливающейся нелинейности.

Для учета нелинейного изменения оптических характеристик аэрозольной среды при трансформации спектра испаряющихся частиц в поле интенсивного излучения в [37], а затем для случая взрыва капель в [40], было предложено моментное описание полидисперсного аэрозоля, которое использует аппроксимацию факторов ослабления и поглощения частиц степенным рядом. Такой прием позволил значительно сократить объем численных вычислений по сравнению с дифференциальным подходом [3,38].

Необходимо сказать, что при теоретических исследованиях того времени широко использовалась модель взрывного разрушения капель в приближении квазиоднородного поглощения излучения. Процесс разрушения описывался заданными, не зависящими от текущей энергетики пучка и радиуса исходной капли параметрами. Однако, существующие уже к тому моменту экспериментальные данные (в основном, это данные натурных экспериментов) по переносу энергии лазерных пучков в водных аэрозолях различной микроструктуры, от туманных дымок до дождей [11], обнаружили в ряде случаев качественно отличное поведение коэффициента передачи таких сред от предсказываемых теорией зависимостей. Это, в свою очередь, указало на необходимость проведения дальнейших исследований по совершенствованию оптических моделей аэрозольной среды с учетом типа и фазового состояния конкретного метеообразования.

Таким образом, к моменту начала работы автора по данной проблеме, теоретические аспекты взрывного режима испарения аэрозольных частиц и его оптические последствия, в основном, были изучены в предположении однородно поглощающих частиц при низкоэнергетических стационарных режимах взаимодействия. В то же время для интерпретации натурных экспериментов существовала потребность в теоретической разработке физической модели фазового взрыва жидких частиц широкого спектра размеров при условии неоднородного тепловыделения в пределах их объема, особенно при высокоинтенсивном импульсном облучении. Это подразумевает, прежде всего, уточнение пороговых условий взрыва таких частиц, моделирование микрофизических характеристик продуктов взрывной фрагментации капли, а также описание на этой основе динамики нелинейного коэффициента аэрозольного ослабления при данных условиях.

О факте экспериментального использования явления комбинационного рассеяния света (КР) для изучения микрочастиц, находящихся на подложке впервые было сообщено в работе [41]. За достаточно короткий период данной проблеме были посвящены сотни научных исследований, среди которых основную долю составляют экспериментальные работы зарубежных авторов.

Среди пионерских работ здесь следует отметить серию публикаций авторского коллектива из Иельского университета под руководством R.K. Chang, в которых впервые экспериментально исследованы основные характеристики вынужденной флуоресценции (ВФ) [42], ВКР [43], а также ряда процессов четырех-волнового взаимодействия таких, как КАРС и КРС [44], в микронных каплях воды и этанола. В работе [43] спектры ВКР сравнивались также с соответствующими спектрами оптической ячейки, наполненной жидкостью. Основным итогом данных исследований явилось установление значительно более высокой эффективности нелинейных процессов светорассеяния в каплях по сравнению с объемными образцами. При качественном объяснении этого факта авторы исходили из представления сферической капли как высокодобротного оптического резонатора, обеспечивающего положительную обратную связь волне комбинационного рассеяния внутри частицы. Эта связь обусловлена наличием в диэлектрических частицах собственных высокодобротных приповерхностных электромагнитных мод (структурных резонансов), подобных по своим характеристикам модам «шепчущей галереи» (МШГ) в акустике. Ранее наличие резонансной структуры в сферических частицах было подробно теоретически изучено в монографии М. Kerker [45] и экспериментально подтверждено при изучении тонкой структуры упругого рассеяния света от капель воды [46,47]. Установлено также, что немаловажную роль в процессах нелинейного волнового взаимодействия играет фокусировка падающего излучения передней поверхностью частиц, приводящая к значительному повышению уровня интенсивности внутреннего поля и, следовательно, снижающая пороги эффектов.

В [48] впервые была получена стабильная генерация лазерного излучения на МШГ подкрашенных родамином-590 каплях воды в спектральной области ~ 600 мкм при их накачке второй гармоникой импульсного Nd-.YAG-лазера. Было сообщено об аномально низком пороге генерации, равном 104 Вт/см2, что на несколько порядков ниже аналогичного порога в кювете.

Дальнейшие экспериментальные исследования явлений вынужденного рассеяния света в микрочастицах одновременно велись в нескольких направлениях: исследование ВКР [49-53], ВРМБ [54,55], ВФ [57], их конкуренции [54,56], ВКР высоких порядков [57,58], генерация суммарной частоты третьего порядка [59,60], исследование ВКР и ВФ в цилиндрических каплях [61], многокомпонентных смесях [60], аэрозольных потоках топливных смесей [62,63]. Был установлен ряд не наблюдавшихся ранее в протяженных средах особенностей в проявлении эффектов вынужденного рассеяния в микронных частицах. Оказалось, например, что спектральная форма сигналов BP имеет характерную «пичковую» структуру в пределах спонтанного контура рассеяния, происходит запаздывание сигнала BP относительно импульса накачки, наблюдается значительное снижение энергетических порогов всех перечисленных выше эффектов BP по сравнению со сплошной средой.

Особо следует отметить эксперименты по измерению характеристик ВКР от водного аэрозоля в реальной атмосфере. Так, в работе [64] измерения формы, положения, ширины спектра комбинационного рассеяния проводились в плотных водяных дымках, туманах и осадках. Результаты измерений показали, что полуширины отдельных линий в спектре ВКР значительно меньше полуширин соответствующих линий в спектре спонтанного рассеяния. Более того, было обнаружено, что соотношение интенсивностей этих линий, а также положение их центров зависит от микроструктуры и водности аэрозоля.

В работе [65] в рамках программы полевых исследований NASA приведены данные лидарного зондирования водного содержания тропосферной облачности по измерению сигнала обратного рассеяния на частоте КР воды. В ходе обработки экспериментов авторам удалось спектрально разделить сигналы КР водяного пара и водных капель, причем оказалось, что уровень КР от аэрозоля превосходит рассчитанный для сплошной среды уровень в 4-8 раз в зависимости от микроструктуры облака. Авторы объяснили этот факт усилением КР в каплях по сравнению с большим объемом жидкости структурными резонансами сферы.

Теоретический анализ особенностей реализации явлений BP в прозрачных диэлектрических сферах долгое время оставался за рамками большинства исследований. Главным образом изучались характеристики резонансных мод частиц различной симметрии, внутренней структуры и химического состава (обзор этих работ можно найти, например, в [10,66]). Первой работой, где была предложена эвристическая модель, описывающая динамику ВКР и ВРМБ в сферической частице, является статья R.K. Chang с соавторами [67]. За основу модели была взята известная из теории нелинейных взаимодействий [68] система самосогласованных уравнений для бегущих волн, связанных правыми частями через нелинейную поляризацию среды. Трехмерное пространственное распределение внутренних оптических полей МШГ заменялось приближением одномерного распространения нелинейной волны вдоль поверхности частицы. В уравнениях учитывались как собственные потери волн на поглощение и излучение через поверхность капли, так и нелинейный энергообмен, приводящий к генерации стоксовых составляющих высоких порядков (вплоть до 4-го). Полученная система уравнений решалась численно с целью определения временного профиля интенсивности каждой из волн, участвующих во взаимодействии. В результате была дана теоретическая интерпретация экспериментальной информации по временным задержкам появления сигналов ВКР в каплях относительно момента начала их освещения излучением накачки.

Наиболее последовательное, на наш взгляд, теоретическое рассмотрение процессов параметрического волнового взаимодействия в диэлектрических микрорезонаторах было проведено Г.В. Белокопытовым с соавторами [72-74]. С использованием метода медленно меняющихся стоячих волн (резонансных мод) были получены и аналитически решены укороченные уравнения, описывающие трехчастотную параметрическую стрикционную генерацию излучения в кристаллических [72] и жидких резонаторах [73,74] в стационарных условиях. На этой основе авторами проведены численные оценки энергетического порога и стационарного уровня генерации ВРМБ в частицах с учетом пространственной неоднородности полей и резонансного характера взаимодействия. Рассчитанные таким образом величины пороговой интенсивности ВРМБ в крупных водных каплях оказались на несколько порядков ниже, чем порог стрикционного возбуждения в протяженной среде. Так, например, в наиболее выгодном энергетически режиме трехмодового возбуждения пороговая интенсивность ВРМБ составляет ~ 103-И04 Вт/см2, что по мнению авторов позволяет осуществить устойчивую резонансную стрикционную генерацию излучения в каплях даже непрерывной накачкой.

Некоторые аспекты стационарной генерации излучения третьей гармоники (ГТГ) в сферической частице были рассмотрены в [69]. Основное внимание в работе было уделено теоретическому анализу нелинейной поляризации третьего порядка, являющейся источником волны ТГ. При пространственной конфигурации полей взаимодействующих волн в частице, соответствующих МШГ, с использованием теоретической модели излучения элементарных диполей из сферической области, развитой в работах Н. Chew и др. [70,71], было получено выражение для полной мощности, излучаемой частицей на частоте ТГ. Авторы показали, что важным параметром, влияющим на радиационные характеристики частицы, является интегральный фактор пространственного перекрытия внутренних оптических полей, величина которого может служить своеобразным критерием возможности реализации процесса ГТГ на заданных резонансных модах капли. Аналитические выкладки были проиллюстрированы численным расчетом интеграла перекрытия для случая возбуждения ТГ первой стоксовой составляющей ВКР.

В работах сотрудников Института физики НАН Белоруси [75,76] рассматривалась нестационарная генерация на лазерных переходах активных молекул в сферических и цилиндрических микрокаплях. Система квазиклассических уравнений лазерной генерации решалась путем разложения полей в ряд по парциальным электромагнитным модам частицы, аналогично методике потенциалов Дебая в теории Ми. Получено выражение для амплитудных коэффициентов разложения при неоднородном пространственном профиле накачки в условиях резонансного возбуждения молекул, на основании которого проведены оценки устойчивости генерации вынужденного излучения в микрочастицах.

Изучению пондеромоторного действия сильного оптического поля на жидкие частицы и возникающему в результате этого нелинейному рассеянию света был посвящен ряд научных исследований, среди которых необходимо отметить основополагающие работы сотрудников ИОА СО РАН [77,78], МИФИ [79,80], работы американских авторов [6,81,82]. Здесь были сформулированы общие принципы рассмотрения проблемы пондеромоторных колебаний капель, а также представлены результаты экспериментальных исследований по комбинационному рассеянию света на колеблющихся каплях и лазерному пробою деформированных стрикционными силами частиц.

Вместе с тем, при чрезвычайно высоком темпе научных публикаций по проблеме нелинейного рассеяния света в микрочастицах, в целом, следует отметить, что существующие к моменту начала исследований автора теоретические наработки были достаточно фрагментарными, так как рассматривали лишь некоторые аспекты изучаемого явления и не позволяли построить цельную картину возбуждения и развития BP в частице. По-видимому, именно из-за отсутствия последовательной модели BP за пределами внимания теоретических исследований остались также важные для практики вопросы углового распределения вынужденного рассеяния от частиц, исследование пороговых характеристик BP при различных режимах их возбуждения, изучение стационарных режимов рассеяния и ряд других проблем.

На основе вышеизложенного были сформулированы следующие цель и задачи диссертации.

Цель и задачи исследования

Целью работы является теоретическое изучение закономерностей эволюции оптических полей при нелинейном рассеянии лазерного излучения в жидкофазных аэрозолях, построение оптических моделей процессов.

В диссертации решались следующие задачи:

1. Разработка метода теоретического исследования нестационарного и нелинейного рассеяния света в аэрозольных частицах при широких вариациях параметров рассеивателей и характеристик излучения;

2. Построение оптических моделей процессов вынужденного комбинационного рассеяния света в прозрачных микрочастицах, пондеромоторного действия лазерного излучения на капли, рассеяния сверхкоротких лазерных импульсов аэрозольными частицами;

3. Исследование распространения излучения мощного С02-лазера на приземных атмосферных трассах, замутненных водным аэрозолем, в условиях различной оптической погоды.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Модификация теории Ми, в рамках которой коэффициенты разложения оптических полей являются решениями неоднородных уравнений колебаний, эффективна для исследования нелинейного рассеяния лазерных импульсов в капельных аэрозолях при произвольных параметрах дифракции частиц и характеристиках лазерного излучения, включая излучение пико- и фемтосекундной длительности.

2. Взаимодействие сверхкороткого лазерного импульса с прозрачной сферической частицей всегда сопровождается резонансным возбуждением мод ее внутреннего оптического поля. Нестационарный характер процесса рассеяния света приводит к снижению интенсивности в максимумах внутреннего поля по сравнению со стационарным рассеянием, а также к временной задержке излучения внутри частицы.

3. Энергетический порог возбуждения вынужденного комбинационного рассеяния света в микрочастице имеет минимальное значение при реализации «двойного» резонанса, характеризующегося соответствием друг другу радиальных профилей полей резонансных мод основной и стоксовой волн. Генерация комбинационного излучения в стационарном режиме с заданной интенсивностью приводит к нелинейной зависимости порога такого режима от значения отношения интенсивности стоксового поля внутри частицы к пороговой интенсивности возбуждения вынужденного рассеяния.

4. Тип светоиндуцированных деформаций слабопоглощающей слабовязкой жидкой частицы определяется временным режимом лазерного излучения. Вызванная деформациями временная модуляция рассеянного излучения максимальна в направлении, перпендикулярном направлению падающего света. В условиях деформаций происходит подавление наиболее высокодобротных резонансных мод внутреннего оптического поля капель, поддерживающих процессы вынужденного рассеяния света.

5. Модель объемного коэффициента ослабления водного аэрозоля для излучения мощного импульсного СОг-лазера, учитывающая фактор неоднородности внутреннего оптического поля частиц, фазовый состав и микрофизические характеристики продуктов лазерного разрушения капель, адекватно интерпретирует результаты многочисленных экспериментальных исследований. Эффект просветления аэрозольной среды оптическим излучением в режиме двухфазных взрывов максимален для среднекапельного водного аэрозоля, при этом достижимый уровень прозрачности канала пучка близок к его значению для высокоэффективных довзрывных режимов испарения капель.

Достоверность научных результатов

Достоверность результатов и выводов подтверждается их физической непротиворечивостью, соответствием ряда из них известным экспериментальным данным. При численных расчетах достоверность обеспечивалась использованием различных методик решения задач, избыточной дискретизацией численных сеток и тестированием создаваемых алгоритмов на известных задачах, имеющих аналитическое решение. Ряд научных выводов и результатов был подтвержден позднее другими авторами, в том числе по взрывному разрушению капель (R.L.Armstrong et all (1990, 1991)), по оптическим полям в микрочастицах (.ГЛ. Леднева и др. (1997)).

Научная новизна результатов

1. Для исследования процессов нелинейного рассеяния света в прозрачной микрочастице развит теоретический подход, основанный на представлении оптических полей связанных волн в виде разложения в ряды по собственным функциям стационарной линейной задачи рассеяния, при этом коэффициенты разложения определяют временное поведение полей и удовлетворяют неоднородным уравнениям колебаний.

2. Изучены закономерности взаимодействия связанных волн при процессах ВКР и ВРМБ внутри прозрачных частиц. Проведен анализ решений связанных уравнений для начального этапа процесса ВКР в частице и условий реализации стационарного состояния. Установлен порог начала ВКР, и для случая «двойного» резонанса полей найден порог стационарного ВКР с заданной интенсивностью. Установлен важный параметр, влияющий на эффективность возбуждения вынужденного рассеяния, определяемый как интеграл пространственного перекрытия полей мод на основной и стоксовой частотах. Проведены численные расчеты данного параметра при различных вариантах возбуждения вынужденного рассеяния (одномодовый и «двойной» резонансы).

3. Проведено теоретическое изучение переходных стадий формирования оптических полей при нестационарном упругом линейном рассеянии света на микрочастице. Установлено, что особенность нестационарного упругого рассеяния лазерного импульса на прозрачной сферической частице заключается в резонансном характере возбуждения мод внутреннего оптического поля частицы. Внутреннее оптическое поле нарастает за время, определяемое наименьшим из характерных времен жизни возбуждаемых резонансных мод и длительности лазерного импульса, а спадает за время, соответствующее наибольшему из данных времен. Происходит снижение интенсивности внутреннего оптического поля частицы по сравнению со стационарным рассеянием. Временной ход рассеянного поля в целом повторяет динамику внутреннего поля.

4. Изучены особенности реализации эффектов ВКР и ГТГ в микрочастице под действием сверхкороткого лазерного излучения. Показано, что данные эффекты могут реализоваться в двух стадиях. На первой из них (переходной) формируются моды шепчущей галереи. На второй стадии (квазистационарной), не зависящей от длительности импульса, возможна квазистационарная генерация вынужденного излучения в стоксовом и высокочастотном, соответствующем частоте третьей гармоники, спектральных интервалах.

5. Проведены теоретические исследования угловой структуры поля ВКР от частицы в дальней зоне излучения. Рассмотрено влияние многомодового режима возбуждения вынужденного рассеяния в частице на вид диаграммы направленности. Показано, что при многомодовом возбуждении ВКР диаграмма направленности становится асимметричной, в отличие от случая, когда процесс осуществляется на одной резонансной моде частицы. Степень ее асимметрии в значительной мере зависит от комбинации мод внутреннего поля, формирующих излучение ВКР.

6. Изучены закономерности развития малых деформаций и колебаний капель слабовязкой жидкости различного радиуса под действием пондеромоторных сил светового поля. Установлена существенно различная временная картина деформаций оптически малых и оптически больших частиц. Исследованы наиболее эффективные режимы резонансного возбуждения механических колебаний капель модулированным или импульсным лазерным излучением.

7. Численно исследована задача о рассеянии света на малых колебаниях поверхности жидкой частицы произвольного размера. Определены направления наибольшей модуляции динамически рассеянного света (перпендикулярно направлению падающего света и в направлении первой радуги). Теоретически обоснована возможность применения данного эффекта для лазерной дистанционной диагностики микроструктуры капельного аэрозоля.

8. Выполнены исследования влияния деформаций поверхности жидкой частицы на величину добротности резонансных электромагнитных мод капли. Проведен сравнительный анализ влияния пондеромоторного и термокапиллярного механизма деформаций на энергетический порог возникновения вынужденного рассеяния света в жидкой частице. Получено аналитическое выражение для оценки добротности собственных резонансных мод деформированной частицы.

9. Развиты оптические модели взаимодействия мощного лазерного ИК излучения с водными аэрозолями различной начальной микроструктуры и фазового состава в условиях взрывной фрагментации частиц. Разработанные модели коэффициента аэрозольного ослабления позволяют надежно прогнозировать пропускание приземного слоя атмосферы при реализации тепловых аэрозольных нелинейно-оптических эффектов. Изучены закономерности формирования акустических сигналов от капельных аэрозолей при светоиндуцированном взрывном разрушении капель. Установлен и теоретически исследован факт снижения эффективности генерации звука при взрывном испарении жидких частиц по сравнению режимом их регулярного испарения.

10. Исследовано распространение излучения мощного С02-лазера на атмосферных трассах, содержащих водный аэрозоль, при различной оптической погоде. Установлено, что интегральная прозрачность атмосферной трассы имеет максимальное значение в аэрозольной среде со средним размером частиц, и ее уровень близок к значению, достигаемому при реализации высокоэффективных довзрывных режимов испарения капель.

11. Проведена интерпретация многочисленных экспериментальных данных по прохождению излучения СОг-лазера на приземных атмосферных трассах в условиях туманов, летних и зимних дымок, дождей.

Научная значимость

Развитый теоретический подход к исследованию задач нестационарного и нелинейного рассеяния лазерного излучения в сферических микрочастицах, основанный на представлении оптических полей связанных волн в виде разложения в ряды по собственным функциям стационарной линейной задачи рассеяния, применим для решения широкого круга задач атмосферной оптики, лазерной физики, оптики микрорезонаторов, Раман-спектроскопии микрочастиц.

Методология решения задач по пондеромоторному действию светового поля на жидкие частицы и динамическому рассеянию света представляет интерес для оптики рассеивающих сред, включая биологические системы.

Методы и подходы, развитые при теоретическом исследовании процессов ударного вскипания жидкости и оптики взрывающихся капель, а также полученные физические результаты важны для исследований физики конденсированного состояния вещества, физики теплового взаимодействия лазерного излучения с веществом, кинетике двухфазных сред.

Практическая значимость

Разработана методика анализа экспериментальной информации по прохождению мощного лазерного ИК излучения на приземных атмосферных трассах при различной оптической погоде (туман, морось, дымка, дождь).

Развиты физические основы новых методов лазерной дистанционной диагностики капельных аэрозолей, базирующиеся на эффектах нелинейно-оптических взаимодействий излучения и жидкой микрочастицы (пондеромоторный эффект, оптоакустика).

Созданы алгоритмы и пакеты прикладных программ для численного моделирования пространственно-временной эволюции оптических полей сферических частиц при широкой вариации их размеров, оптических свойств и параметров лазерного излучения при нестационарном и нелинейном рассеянии света, а также для решения задач о пондеромоторных колебаниях капель и динамическом рассеянии света.

Объем и структура работы

Представляемая диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения и списка литературы. Полный объем диссертации -322 страницы основного текста, содержащего 121 рисунок и 14 таблиц. Список литературы составляет 272 наименования.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Гейнц, Юрий Эльмарович

Основные результаты, полученные в диссертации, формулируются следующим образом:

1. На основе метода разложения оптических полей в ряды по собственным функциям стационарной задачи линейного рассеяния получены дифференциальные уравнения для временных амплитуд связанных волн на стоксовой и основной частотах в сферической микрочастице. Проведен анализ решений уравнений для начального этапа процесса ВКР и условий реализации стационарного состояния. Установлен порог начала ВКР, и для случая «двойного» резонанса полей найден порог стационарного ВКР с заданной интенсивностью.

2. Изучены особенности проявления ряда эффектов вынужденного рассеяния света в прозрачных сферических частицах (ВКР, ВРМБ, ВФ). Определены энергетические пороги реализации данных эффектов и установлено их существенное снижение в микрочастицах по сравнению с протяженной средой, что обусловлено фокусирующими и резонансными свойствами частиц.

3. Проведено детальное рассмотрение закономерностей углового распределения интенсивности ВКР от прозрачных частиц в условиях одномодового и многомодового возбуждения. Показано, что при многомодовом возбуждении вынужденного комбинационного рассеяния диаграмма направленности становится асимметричной, в отличие от случая, когда процесс осуществляется на одной резонансной моде частицы. Степень ее асимметрии в значительной мере зависит от комбинации мод, участвующих в процессе рассеяния, что приводит к значительному возрастанию амплитуды рассеянной волны в направлении назад, либо к ее ослаблению в данном направлении. Проведены исследования нестационарного упругого аэрозольного рассеяния света. Установлено, что нестационарность рассеяния присуща импульсам излучения, длительность которых не превышает значительно характерного времени жизни мод внутри резонатора-микрочастицы. Основными параметрами, влияющими на переходную стадию формирования внутреннего оптического поля частицы при нестационарном рассеянии излучения, являются длительность лазерного импульса и характерные времена жизни резонансных мод. Для пикосекундных импульсов такое рассеяние возникает в редких случаях, но для фемтосекундного импульса оно проявляется всегда для оптически «больших» частиц.

Рассмотрена проблема о выборе наиболее оптимальной, с точки зрения эффективности возбуждения резонансов внутреннего электромагнитного поля частицы, геометрии облучения. Получены аналитические выражения, связывающие энергию светового поля внутри частицы с геометрическим положением и пространственным профилем освещающего ее пучка. Выполнены численные исследования резонансного возбуждения сферической частицы при освещении ее фокусированными гауссовыми, гипергауссовыми и кольцевыми пучками при центральном и боковом падении излучения. Определены конфигурации наиболее оптимальной перекачки энергии пучка в поле собственной моды частицы.

Выполнены исследования деформации поверхности прозрачных капель произвольных размеров различных жидкостей, вызванных пондеромоторным действием лазерного излучения. Изучены зависимости амплитуды деформаций от параметров воздействующего излучения для нескольких типов накачки: импульсной, гармонически модулированной последовательностью коротких лазерных импульсов. Данные исследования показали, что частотные характеристики имеют резонансный характер как для гармонически модулированной накачки, так и для последовательности коротких импульсов. Отмечено, что при уменьшении размера частицы резонансные кривые расплываются, что вызвано усилением влияния вязких сил. Определен критический размер жидкой частицы, при котором ее колебания теряют свои резонансные свойства.

7. Теоретически исследована временная динамика процесса деформации жидких частиц в зоне, так называемого, Декартового кольца под действием интенсивного лазерного излучения. Показано, что амплитуда пондеромоторных деформаций в данной области более чем на порядок превышает смещение на остальной поверхности частицы, что является причиной отмеченного в экспериментах дополнительного увеличения сигнала вынужденного рассеяния из зоны Декартового кольца.

8. Разработаны оригинальные физические модели взрывного разрушения крупных неоднородно поглощающих жидких частиц под действием лазерного излучения. Модели устанавливают количественные связи между основными характеристиками процесса взрывного испарения (время взрыва, степень взрывного испарения, степень дробления) и интегральным параметром скорости нагрева капли излучением. Выделено и изучено два физических механизма, приводящих к разрушению капли: гидродинамическая неустойчивость ее поверхности и тепловая неустойчивость перегретой жидкости.

9. Развиты оптические модели взаимодействия мощного лазерного ИК излучения с атмосферными аэрозолями различной микроструктуры и фазового состава в условиях взрывной фрагментации частиц и оптического пробоя среды. Установлено, что интегральная прозрачность оптической трассы имеет максимальное значение в аэрозольной среде со средним размером частиц, и ее уровень близок к значению, достигаемому при реализации высокоэффективных довзрывных режимов испарения капель. Разработанные модели коэффициента аэрозольного ослабления позволяют надежно прогнозировать пропускание приземного слоя атмосферы при реализации тепловых аэрозольных нелинейно-оптических эффектов.

10. Исследованы закономерности формирования акустического отклика от взрывающегося аэрозольного объема. Установлено, что коэффициент преобразования световой энергии в акустическую для аэрозолей с различной начальной микроструктурой, но одинаковым значением начальной водности различен и имеет тенденцию к понижению с увеличением модального размера частиц.

В заключение автор считает своим приятным догом выразить признательность и благодарность доктору физ.-мат. наук Землянову А.А., доктору физ.-мат. наук Погодаеву В.А., член-корреспонденту РАН Творогову С.Д., профессору Кандидову В.П. за плодотворные дискуссии, постоянную поддержку и интерес к исследованиям, коллегам по работе канд. физ.-мат. наук Кабанову A.M., доктору физ.-мат. наук Колосову В.В., канд. физ.-мат. наук Паниной Е.К., канд. физ.-мат. наук Пальчикову А.В., Апексимову Д.В. за научное сотрудничество и помощь в оформлении диссертации.

256

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе проведено теоретическое изучение проблемы нелинейного рассеяния интенсивного лазерного излучения в жидкофазных аэрозолях, что включало исследования нелинейно-оптических эффектов вынужденного рассеяния (ВКР, ВРМБ), динамического рассеяния света на деформированных пондеромоторными силами частицах, ослабление излучения в результате теплового действия на аэрозольные частицы (испарение, взрывное разрушение частиц). Изложенные в работе результаты показывают, что физические механизмы взаимодействия интенсивных лазерных импульсов с аэрозолем характеризуются специфическим проявлением оптической нелинейности среды в малом объеме вещества и могут быть использованы при решении различных прикладных задач.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Гейнц, Юрий Эльмарович, 2003 год

1. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. JL: Гидрометеоиздат, 1989. 256 с.

2. Зуев В.Е., Копытин Ю.Д., Кузиковский А.В. Нелинейные оптические эффекты в аэрозолях. Новосибирск: Наука. 1980. 180 с.

3. Волковицкий О. А., Седунов Ю.С., Семенов Л.П. Распространение интенсивного лазерного излучения в облаках. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. 312 с.

4. Caressa J.P., Autric М., Vigliano P. et. al. Pulsed C02 laser-induced effects on water droplets // AIAA J. 1988. V.26. № 1. P.65-71.

5. Armstrong R.L., Pinnick R.G., Xie J.-G. Multiple superheating thresholds of micrometer-sized droplets irradiated by pulsed C02 lasers // Opt. Lett. 1991. V.16. № 15.P.1129-1131.

6. Lai H.M., Leung P.T., Poon K.L., Young K. Electrostrictive distortion of micrometer-sized droplet by a laser pulse. // J. Opt. Soc. Am. B. 1989, V.6, №. 12. P. 2430-2437.

7. Qian S.-X., Snow J.B., Tzeng H.-M., Chang R.K. Lasing droplets: Highlighting the liquid-air interface by laser emission. // Science. 1986. V.231. № 4737. P. 486488.

8. Schweiger G. Raman scattering on single aerosol particles and on flowing aerosols: a review // J. Aerosol Sci. 1990. V. 21. № 4. P. 483-509.

9. Дацюк В .В., Измайлов И.А. Оптика микрокапель // УФН. 2001. Т. 171. № 10. С. 1117-1129.

10. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Зуев В.Е., Кабанов A.M., Погодаев В.А. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 1999. 260 с.

11. Ахтырченко Ю.В., Беляев Е.Б., Высоцкий Ю.П. и др. Нелинейное энергетическое ослабление излучения импульсного С02-лазера в приземной атмосфере. // Изв. вузов. Физика. 1983. Т.26. №2. С. 5-13.

12. Kasparian J., Wolf J-P. A new transient SRS analysis method of aerosols andapplication to a nonlinear femtosecond lidar // Opt. Comm. 1998. V. 152. P. 355360.

13. Кандидов В.П., Косарева О.Г., Можаев Е.И., Тамаров М.П. Фемтосекундная нелинейная оптика атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 5. С. 429-436.

14. Rairoux P., Schillinger Н., Niedermeier S., Rodriguez М., Ronneberger F., Sauerbrey R., Stein В., Waite D., Wedekind C., Wille H., Woste L. Remote sensing of the atmosphere using ultrashort laser pulses // Appl. Phys. B. 2000. V. 71. P. 573-580.

15. Kwok A.S., Chang R.K. Detection of minory species in microdroplets: enhancement of stimulated Raman scattering // Optics & Photonics News. 1993. № 12. P. 34.

16. Yamamoto Y., Slusher R. Optical processes in microcavities // Physics Today, 1993. №6. P. 66-73.

17. Little В., Haus H., Ippen E., Steinmeyer G., Thoen E. Microresonators for integrated optical devices // Optics & Photonics News. 1998. V. 9. № 12. P. 32-33.

18. Кузиковский A.B. Динамика сферической частицы в мощном оптическом поле // Изв. Вузов. Физика. 1970. №5. С. 89-94

19. Кузиковский А.В., Погодаев В.А., Хмелевцов С.С. Испарение водной капли под действием светового импульса//ИФЖ. 1971. Т. 20. С. 21-25.

20. Погодаев В.А., Букатый В.И., Хмелевцов С.С., Чистякова JI.K. Динамика взрывного испарения водных капель под действием оптического излучения // Квантовая электроника. 1971. №4. С. 128-130.

21. Баринов В.В., Сорокин С.А. Взрывы водных капель под действием оптического излучения // Квантовая электроника. 1973. Т. 14. №2. С. 5-11.

22. Рудаш В.К., Бисярин В.П., Ильин Н.М., Соколов А.В., Стрелков Г.М. Испарение больших капель воды под действием инфракрасного излучения // Квантовая электроника. 1973. Т. 17. №5. С. 21-26.

23. Kafalas P., Ferdinand А.Р. Fog droplet vaporization and fragmentation by 10.6 im laser pulse // Appl. Opt. 1973. V.12. P. 29-33.

24. Kafalas P., Herrman I. Dynamics and energetics of the explosive vaporization of fog droplet by 10.6 |лш laser pulse // Appl. Opt. 1973. V.12. P. 772-775.

25. Колосов М.А., Рудаш В.К., Соколов А.В., Стрелков Г.М. Экспериментальное изучение воздействия интенсивного ИК-излучения на крупные капли воды // Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. №1. С. 45-49.

26. Коровин В.Я., Иванов Е.В. Экспериментальное исследование воздействия излучения СОг-лазера на капли воды // В кн. III Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере. Тез. докл. Томск: ИОА СО АН СССР, 1975. С. 93-94.

27. Мартынюк М.М. Фазовый взрыв метастабильной жидкости // Физ. Горения и взрыва. 1977. Т. 13. №2. С. 213-229.

28. Лоскутов B.C., Стрелков Г.М. О взрывном испарении водяной капли под воздействием лазерных импульсов на X = 1.06 и 2.36 мкм // Оптика и спектроскопия. 1982. Т. 53. Вып. 5. С. 888-892.

29. Сухорукое А.П., Хохлов Р.В., Шумилов Э.Н. Динамика просветления облаков лазерным пучком // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 14. С. 245. Гордин М.П., Стрелков Г.М. Просветление полидисперсного водного аэрозоля // Квантовая электроника. 1976. Т. 3. С. 2427.

30. Андреев Г.А., Бисярин В.П., Соколов А.В., Стрелков Г.М. Распространение лазерного излучения в атмосфере // В кн. Итоги науки и техники. Радиотехника. М.: ВИНИТИ. 1976. T.l 1. С. 5-148.

31. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д., Кузиковский А.В. Мощное лазерное излучение в атмосферном аэрозоле. Новосибирск: Наука. 1984, 224 с.

32. Кандидов В.П., Прахов М.С. Распространение оптического излучения в испаряющемся водном аэрозоле. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1986. Т.22. №3. С. 265-273.

33. Rosasco G.J., Etz E.S. Cassatt W.A. // Appl. Spectrosc. 1975. V. 29. P. 396.

34. Tzeng H.-M., Wall K.F., Long M.B., Chang R.K. Laser emission from individual droplets at wavelengths corresponding to morphology-dependent resonances // Opt. Lett. 1984. V.9. № 11. P. 499-501.

35. Snow J.B., Qian S.-X., Chang R.K. Stimulated Raman scattering from individual water and ethanol droplets at morphology-dependent resonances // Opt. Lett. 1985. V.10. № 1. P. 37-39.

36. Qian S.-X., Snow J.B, Chang R.K. Coherent Raman mixing and coherent anti-Stokes Raman scattering from individual micrometer-size droplets // Opt. Lett. 1985. V.10. № 10. P. 499-501.

37. Kerker M. The scattering of light and other electromagnetic radiation. Academic Press. New York. 1969. 755 p.

38. Chylek P. Partial-wave resonances and the ripple structure in the Mie normalized extinction cross section. // J. Opt. Soc. Am. 1976. V. 66. № 3. P. 285-287.

39. Chylek P., Kiehl J.T., Ко M.K.W. Narrow resonance structure in the Mie scattering characteristics. // Appl. Opt. 1978. V.17. № 19. P. 3019-3021.

40. Lin H.-B., Houston A.L., Justus B.L., Campillo A.J. Some characteristics of a droplet whispering-gallery-modes laser // Opt. Lett. 1986. V.ll. № 10. P. 614-616.

41. Thurn R., Kiefer W. Observation of structural resonances in the Raman spectra of optically levitated liquid droplets // J. Raman Spectrosc. 1984. V. 15. P. 411-413.

42. Zhang J.-Z., Leach D., Chang R.K. Photon lifetime within a droplet: temporal determination of elastic and stimulated Raman scattering // Opt. Lett. 1988. V. 13. № 4. P. 270-272.

43. Pinnick R.G., Biswas A., Armstrong R.L. Stimulated Raman scattering inmicrometer-sized droplets: measurements of angular scattering characteristics // Opt. Lett. 1988. V. 13. P. 1099-1101.

44. Biswas A., Latifi H., Armstrong R.L., Pinnick R.G. Double-resonance stimulated Raman scattering from optically levitated glycerol droplets // Phys. Rev. A. 1989. V. 40. P. 7413-7416.

45. Lin H.-B., Eversole J.D., Campillo A.J. Continuous-wave stimulated Raman scattering in microdroplets. // Opt. Lett. 1992. V.17. № 11. P. 828-830.

46. Zhang J.-Z., Chang R.K. Generation and suppression of stimulated Brillouin scattering in single liquid droplets. // J. Opt. Soc. Am. B. 1989. V.6. № 2. P. 151153.

47. Zhang J.-Z., Chen G., Chang R.K. Pumping of stimulated Raman scattering by stimulated Brillouin scattering within a single liquid droplet: input laser linewidth effects. // J. Opt. Soc. Am. B. 1990. V.7. № 1. P. 108-115.

48. Kwok A.S., Chang R.K. Suppression of lasing by stimulated Raman scattering in microdroplets // Opt. Lett. 1993. V. 18. № 19. P. 1597-1599.

49. Qian S.-X., Chang R.K. Multiorder Stokes emission from micrometer-size droplets. // Phys. Rev. Let. 1986. V.56. № 9. P. 926-929.

50. Hsieh W.-F., Zheng J.-B., Chang R.K. Time dependence of multiorder stimulated Raman scattering from single droplets // Opt. Lett. 1988. V. 13. P. 497-499.

51. Acker W.P., Leach D.H., Chang R.K. // Opt. Lett. 1989. V. 17. P. 1334.

52. Biswas A., Armstrong R.L., Pinnick R.G. Stimulated Raman scattering threshold behavior of binary mixture micrometer-sized droplets // Opt. Lett. 1990. V. 15. P. 1191-1193.

53. Pinnick R.G., Fernandez G.L., Xie J.-G., Ruekgauer Т., Gu J., Armstrong R.L. Stimulated Raman scattering and lasing in micrometer-sized cylindrical liquid jets: time and spectral dependence // JOSA B. 1992. V 9. № 6. P. 865-870.

54. Colombok M., Pye D.B. Droplet sizing in fuel injections by stimulated Raman scattering // Opt. Lett. 1990. V. 15. P. 872-874.

55. Serpenguzel A., Swindal J.C., Chang R.K., Acker W.P. Two-dimensional imaging of sprays with fluorescence, lasing, and stimulated Raman scattering. // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 18. P. 3543-3551.

56. Копвиллем У.Х., Букин O.A., Чудновский B.M. и др. Вынужденноерассеяние назад на водном аэрозоле в атмосфере // Оптика и спектроскопия. 1985. Т. 59. Вып. 2. С. 306-309.

57. Melfi S.H., Evans K.D., Whiteman D., Ferrare R., Schwemmer G. Observation of Raman scattering by cloud droplets in the atmosphere // Appl. Opt. 1997. V. 36. № 15. P. 3551-3559.

58. Barber P.W., Hill S.C. Light scattering by particles. World Scientific. Singapore. 1990. 455 p.

59. Serpenguzel A., Chen G., Chang R.K., Hsieh W.-F. Heuristic model for the growth and coupling of nonlinear processes in droplets // JOSA B. 1992. V.9. №6. P. 871-883.

60. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М,: Наука, 1989. 560 с.

61. Hill S.C., Leach D.H., Chang R.K. Third-order sum-frequency generation in droplets: model with numerical results for third-harmonic generation // JOSA B. 1993. V.10.№ l.P. 16-33.

62. Chew H., McNulty P.J., Kerker M. Model for Raman and fluorescent scattering by molecules embedded in small particles // Phys. Rev. A. 1976. V. 19. P. 396-404.

63. Chew H., Sculley M., McNulty P.J., Kerker M., Cooke D.D. Raman and fluorescent scattering by molecules embedded in small particles: results for coherent optical processes // JOSA. 1978. V. 68. P. 1686-1689.

64. Белокопытов Г.В. Стрикционное параметрическое возбуждение в диэлектрических резонаторах // Изв. Вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30. № 9. С. 1121-1129.

65. Белокопытов Г.В., Пушечкин Н.П. Резонансное стрикционное параметрическое возбуждение акустических колебаний в каплях // Письма в ЖТФ. 1991. Т. 17. Вып. 22. С. 71-75.

66. Белокопытов Г.В., Пушечкин Н.П. Порог резонансного стрикционного параметрического возбуждения в каплях при оптической накачке // Изв. Вузов. Радиофизика. 1992. Т. 35. № 6,7. С. 498-510.

67. Леднева Г.П. Нестационарная генерация в сферической микрочастице// Оптика и спектроскопия. 1994. Т.76. N3. С. 506-509.

68. Kotomtseva L.A., Ledneva G.P., Astafieva L.G. Microparticles as laser sources and bistable elements // Laser Physics. 1997. V.7. № 6. P. 1-4.

69. Землянов А.А. Устойчивость малых колебаний прозрачной капли в мощном световом поле. // Квантовая электроника. 1974. Т. 1, № 9, с. 2085-2088.

70. Zuev V.E., Zemlyanov А.А., Kopytin Yu. D., Kuzikovskii A.V. High-power laser radiation in atmospheric aerosols. Dordrecht. Holland: D. Reidel Publ. Corp. 1984. 291 P.

71. Быковский Ю.А., Маныкин Э.А. , Нахутин И.Е. и др.// Комбинационное рассеяние света на произвольных колебаниях формы (РИКФ) жидкой сферической частицы // Журнал прикладной спектроскопии. 1975. Т.23. Вып. 5. С. 866-871.

72. Быковский Ю.А., Маныкин Э.А., и др. Резонансная раскачка электромагнитным полем поверхностных колебаний жидкой капли. // Квантовая электроника. 1976. Т. 3, № 1. С. 157-162.

73. Cantrell C.D. Theory of nonlinear optics in dielectric spheres. II. Coupled-partial-wave theory of resonant, resonantly pumped stimulated Brillouin scattering //JOSA B. 1991. V. 8. №. 10. P. 2158-2180.

74. Zhang J.-Z., Chang R.K. Shape distortion of a single water droplet by laser-induced electrostriction. // Opt. Let. 1988, V.13, №. 10. P. 916-918.

75. Искольдский A.M., Нестерихин Ю.Е., Паташинский 3.A., Пинус В.К., Эпельбаум Я.Г. О неустойчивости градиентного взрыва// ДАН СССР. 1977. Т. 236. №6. С. 1346-1349.

76. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Вынужденное рассеяние света сферическими частицами // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 4-5. С. 500-515.

77. Путхов Г., Пантел Р. Основы квантовой электроники. М.: Мир, 1972. 384 с.

78. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Резонансное возбуждение светового поля в слабопоглощающих сферических частицах фемтосекундным лазерным импульсом. Особенности нелинейно-оптических взаимодействий // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т. 15. № 5. С. 349-359.

79. Acker W. P., Leach D. Н., Chang R.K. Third-order optical sum-frequency generation in micrometer-sized liquid droplets // Opt. Lett. 1989. V. 14. №8. P. 402-404.

80. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Поверхностный эффект пондеромоторного действия лазерного излучения на жидкие частицы // Оптика атмосферы иокеана. 1996. Т. 9. № 10. С. 1345-1352.

81. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Гостехиздат, 1957. 266 с.

82. Сухоруков А.П. Нелинейные волновые взаимодействия в оптике и радиофизике. М.: Наука. 1988. 232 с.

83. Стрэггон Дж. А. Теория электромагнетизма. М. -Л.: ОГИЗ, 1948. 540 с.

84. Вайнштейн Л.А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М.: Сов. радио, 1966. 476 с.

85. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Нелинейные эффекты вынужденного рассеяния света в сферических частицах // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 10. С. 935-944.

86. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Генерация вынужденного комбинационного рассеяния света в сферической микрочастице // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 12. (в печати).

87. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.гНаука, 1970. 855 с.

88. Fuchs R., Kliewer K.L. Optical modes of vibration in an ionic crystal sphere. // J. Opt. Soc. Am. 1968. V. 58. № 3. P. 319-330.

89. Irvine W.M. Light scattering by spherical particles: radiation pressure, asymmetry factor and extinction cross section. // J. Opt. Soc. Am. 1965. V.55. № 1. P. 16-21.

90. Benner R. E., Barber P. W., Owen J. F., and Chang R. K. Observation of Structural Resonances in the Fluorescence Spectra from Microspheres// Phys. Rev. Lett. 1980. V. 44. P.475-478.

91. Hill S.C., Benner R.E., Rushforth C.K., and Conwell P.R. Structural resonances observed in the fluorescent emission from small spheres on substrates // Appl. Opt. 1984. V. 23. № 11. P. 1680-1683.

92. Pinnick R.G., Biswas A., Chylek P., Armstrong R.L., Latifi H., Creegan E., Srivastava V., Jarzembski M. Stimulated Raman scattering in micrometer-sized droplets: time-resolved measurements. // Opt. Let. 1988. V.13. № 6. P. 494-496.

93. Schweiger G. Observation of Input and Output Structural Resonances in the Raman Spectrum of a Single Spheroidal Dielectric Microparticle // Opt. Lett. 1990. V. 15. №3. P. 165-168.

94. Eversole J.D., Lin H.-B., Huston A.L., et al. High-precision identification ofmorphology-dependent resonances in optical processes in microdroplets // J. Opt. Soc. Am. B. 1993. V. 10. № 10. P. 1955-1968.

95. Справочник по специальным функциям под ред. Абрамовица М. и Стиган И. М.: Наука. 1979. 832 с.

96. Kaiser Т., Lange S., Schweiger G. Structural resonances in a coated sphere: investigation of the volume-averaged source function and resonance position // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 33. P.7789-7797.

97. Hightower R.L., Richardson C.B. Resonant Mie scattering from a layered sphere // Appl. Opt., 1988. V. 27. № 23. P. 4850-4855.

98. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 660 с.

99. Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967. 460 с.

100. Пришивалко А.П. Оптические и тепловые поля внутри светорассеивающих частиц. Минск: Наука и техника. 1983. 190 с.

101. Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов. (Квантовая радиофизика. Т. 2). М.: Сов. радио, 1975. 496 с.

102. Землянов А.А., Гейнц Ю.Э. Нестационарное упругое линейное рассеяние света на сферических микрочастицах // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15. № 8. С. 684-692.

103. Debye P. Der Lichtdruck auf Kugeln von beliebigem Material // Ann. Phys. (Leipzig). 1909. P. 57-136.

104. Mie G. Beitrage zur Optik triiber Medien, speziell kolloidaler Metallosungen // Ann. Phys. (Leipzig). 1908. V. 25. № 25. P. 377-445.

105. Ван де Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ, 1961. 536 с.

106. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. М.; Л.: ГИТТЛ, 1951, 288 с.

107. Калиненко А.Н., Творогов С.Д. Рассеяние импульса света на сферических частицах с большим показателем преломления // ЖПС. 1974. Т. 20, Вып. 1. С. 140-145.

108. Chowdhury D.Q., Hill S.C., Barber P.W. Time dependence of internal intensity of a dielectric sphere on and near resonance // J. Opt. Soc. Amer. 1992. V.9. №8. P. 1364-1373.

109. Shifrin K.S., Zolotov I.G. Nonstationary scattering of electromagnetic pulses by spherical particles H Applied Optics. 1995. V. 34. № 3. P. 552-558.

110. Yee K.S. Numerical Solution of Initial Boundary Value Problems Involving Maxwell's Equations in Isotopic Media // IEEE Trans. Ant. Prop. 1966. V. Ap-14. №3. P. 302-307.

111. Yang P., Liou K.N., Mishchenko M.I., and Bo-Cai Gao. Efficient finite-difference time-domain scheme for light scattering by dielectric particles: application to aerosols // Applied Optics. 2000. V. 39. № 21. P. 3727-3737.

112. Бабич B.M., Булдырев B.C. Асимптотические методы в задачах дифракции коротких волн. М.:Наука, 1972. 295 с.

113. Roll G., Schweiger G. Geometrical optics model of Mie resonances // JOS A A. 2000. V. 17. №7. P. 1301-1311.

114. Chylek P. Resonance structure of Mie scattering: distance between resonances // JOSA A. 1990. V. 7. P. 1609-1613.

115. Сущинский M.M. Вынужденное рассеяние света. M.: Наука, 1985, 175 с.

116. Rosasco G.J., Bennet H.S. Internal fields resonance structure: Implications for optical absorption and scattering by microscopic particles. // J. Opt. Soc. Am. 1978. V.68. № 9. P. 1242-1250.

117. Ashkin A., Dziedzic J.M. Observation of optical resonances of dielectric spheres by light scattering. //Appl. Opt. 1981. V.20. № 10. P. 1803-1814.

118. Owen J.F., Chang R.K., Barber P.W. Morphology-dependent resonances in Raman scattering, fluorescence emission and elastic scattering from microparticles // Aerosol Sci. Technol. 1982. V.l. P. 293-302.

119. Pinnick R.G., Biswas A., Pendleton J., Armstrong R.L. Aerosol-induced laser breakdown thretholds: effect of resonant particles. // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 3. P. 311-317.

120. Biswas A., Latifi H., Armstrong R.L., Pinnik R.G. Time-resolved spectroscopy of laser emission from dye-doped droplets. // Opt. Let. 1989. V.14. № 4. P. 214-216.

121. Vehring R., Schweiger G., Threshold of stimulated Raman scattering in microdroplets // J. Aerosol Sci. 1995. V. 26. Suppl 1. P. S235-S236.

122. Cheung J.L., Kwok A.S., Juvan K.A., Leach D.H., Chang R.K. Stimulated low-frequency emission from anisotropic molecules in microdroplets. // Chem. Phys.1.t. 1993. V.213. № 3,4. P. 309-314.

123. Гейнц Ю.Э., Земляное A.A., Чистякова Е.К. Энергетический порог генерации ВКР в прозрачных каплях // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 10. С. 1480-1487.

124. Chowdhury D.Q., Hill S.C., Mazumder М.М. Quality factors and effective-average modal gain in inhomogeneous spherical resonators: application to two-photon absorption // IEEE Journ. Of Quant. Electr. 1993. V.29. № 3. P.2553-2561.

125. Bear T. Continuous-wave laser oscillation in a Nd:YAG sphere // Opt. Lett 1987. V. 12. P. 392-394.

126. Lock J.A. Improved Gaussian beam-scattering algorithm //Appl. Opt. 1995. V. 34. № 3. P. 559-570.

127. Barton J.P., Alexander D.R., and Schaub S.A. Internal fields of a spherical particle illuminated by a tightly focused laser beam: focal point positioning effects at resonance // J. Appl. Phys. 1989. V. 65. P. 2900-2906.

128. Khaled E. E. M., Hill S.C., Barber P.W. Internal electric energy in a spherical particle illuminated with a plane wave or off-axis Gaussian beam // Appl. Opt. 1994. V. 33. P. 524-532.

129. Кузьмин B.B. Нарушение фазового синхронизма при вынужденном рассеянии света // Труды ФИАН. 1991. Т. 207. С. 3-39.

130. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Чистякова Е.К. Вынужденное комбинационное рассеяние света изолированными прозрачными каплями // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 7. С. 1134-1141.

131. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Чистякова Е.К. Угловые характеристики поля ВКР от прозрачных частиц // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 7. С.910-914.

132. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Чистякова Е.К. Эффект понижения порога ВКР в слабопоглощающих частицах аэрозоля: численные расчеты // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. №> з. С. 289-293.

133. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Чистякова Е.К. Влияние резонансных свойств прозрачных частиц на порог ВРМБ // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 1.С. 34-42.

134. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Чистякова Е.К. Угловые характеристики полявынужденного рассеяния при многомодовой генерации в сферических частицах // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 7. С. 599-605.

135. Hartings J.M., Pu X., Cheung J.L., Chang R.K. Laser-induced distortion for increased input coupling of light to droplet-cavity modes // J. Opt. Soc. Am. B. 1997, V. 14, № 11. P. 2842-2849.

136. Белоногов А.Ю., Старцев A.B., Стойлов Ю.Ю., Чо Сан-Дзю Жидкие лазерные резонаторы и волноводы. I. Капли и кольца // Квантовая электроника. 1997. Т. 24. № 8. С. 727-730.

137. Oraevsky A.N., Bandy D.K. Semiconductor microballs as bistable optical elements // Optics Comm. 1996. V. 129. P. 75-80.

138. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Гидродинамика. M.: Наука, 1988. 735 с.

139. Ламб Г. Гидродинамика. М.: Гостехиздат, 1954. 649 с.

140. Копачевский Н.Д., Мышкис А.Д. О свободных колебаниях жидкого самогравитирующего шара с учетом вязких и капиллярных сил // ЖВММФ. 1968. Т.8.№ 6. С. 1281.

141. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: ГИТТЛ, 1953. 788 с.

142. Копытин Ю.Д., Иванов Ю.В. Селективное взаимодействие последовательности лазерных импульсов с аэрозольной средой // Квантовая электроника. 1982. Т. 9. № 3. С. 591-593.

143. Xie J.G., Ruekgauer Т.Е., Gu J., Armstrong R.L., Pinnick R.G. Observation of Descartes ring stimulated Raman scattering of micrometer-sized water droplets // Opt. Lett. 1991. V. 16. № 17. P. 1310-1312.

144. Srivastava V., Jarzembski M.A. Laser induced stimulated Raman scattering in the forward direction of a droplet: comparison of Mie theory with geometrical optics // Opt. Lett. 1991. V. 16. N 3. P. 126-128.

145. Chen G., Chowdhury D.Q., Chang R.K., Hsieh W.-F. Laser-induced radiation leakage from microdroplets // J. Opt. Soc. Am. B. 1993. V. 10. № 4. P. 620-632.

146. Гейнц Ю.Э., Землянов A.A., Пальчиков A.B. Вынужденное рассеяние света в прозрачных частицах. Влияние пондеромоторных деформаций // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 5. С. 414-421.

147. Xie J.G., Ruekgauer Т.Е., Gu J., Armstrong R.L., Pinnick R.G., Pendleton J.D.

148. Physical basis for Descartes ring scattering in laser-irradiated microdroplets // Opt. Lett. 1991. V. 16. №23. P. 1817-1819.

149. Lai H.M., Leung P.T. Young K., Barber P.W., Hill S.C. Time-independent perturbation for leaking electromagnetic modes in open systems with application to resonances in microdroplets // Phys. Rev. A . 1990. V. 41, P. 5187-5198.

150. Гейнц Ю.Э., Землянов A.A., Пальчиков A.B. Влияние деформаций поверхности капли на процесс вынужденного комбинационного рассеяния света // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 12. С. 1553-1560.

151. Lai Н.М., Lam С.С., Leung P.T. Young К. Effect of perturbations on the width of narrow morphology dependent resonances in Mie scattering // JOSA B. 1991. V. 8, P. 1962-1973.

152. Datsyuk V.V., Izmailov I.A., Kochelap V.A. Anomalous luminescence of dispersed media during stimulated emission into whispering gallery modes // JOSA B. 1993. V. 10. № 10. P. 1941-1946.

153. Barton J.P., Alexander D.R. Electromagnetic fields for an irregularly-shaped, near-spherical particle illuminated by a focused laser beam // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. № 12. P. 7973-7986.

154. Barton J.P. Effects of surface perturbations on the quality and the focused beam excitation of microsphere resonances // JOSA A. 1999. V. 16. № 8. P. 1974-1980.

155. Lock J.A. Excitation of morphology-dependent resonances and van de Hulst's localization principle // Opt. Lett. 1999. V. 24. № 7. P. 427-429.

156. Barber P.W., Yeh C. Scattering of electromagnetic waves by arbitrarily shaped dielectric bodies // Appl. Opt. 1975. V. 14. № 12. P. 2864-2872.

157. Mazumder Md.M., Hill S.C., Barber P.W. Morphology-dependent resonances in homogeneous spheres: comparison of the layered T-matrix method and the time-independent perturbation method // JOSA A. 1992. V. 9. P. 1844-1853.

158. Гейнц Ю.Э. Влияние деформаций сферических частиц на добротность их резонансных мод: геометрооптический подход // Оптика атмосферы иокеана. 2002. Т. 15. № 7. С. 579-584.

159. Chang R.K., Campillo A.J. Optical Processes in Microcavities. World Scientific, Singapore. 1996. 456 p.

160. Braud J.P. Whispering-gallery mirrors: fabriflcation tolerances and the effects of surface imperfections // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 24. P. 4979-4986.

161. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.:«Наука». 1980. 976 с.

162. Geints Yu.E., Zemlyanov А.А., Armstrong R.L. Stimulated Raman scattering in spherical liquid particles: effect of Descartes ring // Appl. Opt. 2000. V. 39. № 38. P. 6888-6896.

163. Mullaney G.J., Christiansen W.H., Russel D.A. Fog dissipation using a C02-laser //Appl. Phys. Lett. 1968. V.13. №14. P. 145-147.

164. Бисярин В.П., Колосов M.A., Пожидаев B.H., Соколов А.В. Взаимодействие лазерного излучения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов с водным аэрозолем // Изв. вузов. Физика. 1977. Т.20. №11. С. 133-153.

165. Букздорф Н.В., Погодаев В.А., Чистякова JI.K. О связи неоднородностей внутреннего оптического поля облученной капли с ее взрывом. // Квантовая элекроника. 1975. Т.2. №5. С.1062-1064.

166. Букздорф Н.В., Землянов А.А., Кузиковский А.В., Хмелевцев С.С. Взрыв сферической капли под действием мощного лазерного излучения // Изв. вузов. Физика. 1974. Т.17. №5. С.36-40.

167. Землянов А.А., Кузиковский А.В. Модельное описание газодинамического взрыва водной капли в мощном световом поле // Квантовая электроника. 1980. Т.7. №7. С.1523-1530.

168. Зуев В.Е., Землянов А.А. Взрывы водных капель под действием интенсивного лазерного излучения // Изв. вузов. Физика. 1983. Т.26. №2. С.53-65.

169. Autric М., Caressa J.P. Atmospheric propagation of two СОг-laser pulses // AIAA Papers. 1982. № 896. P. 1-8.

170. Гордин М.П., Грачев Ю.Н., Лоскутов B.C., Садовников В.П., Соколов А.В., Стрелков Г.М. Проблема взаимодействия мощного лазерного излучения саэрозолями в атмосфере. // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1985. Т. 49. №3. С.450-458.

171. Землянов А. А., Кузиковский А.В., Погодаев В.А., Чистякова JI.K. Макрочастица в интенсивном оптическом поле. В кн. Проблемы оптики атмосферы. Новосибирск: Наука. 1983. С. 13-39.

172. Семенов Л.П. Об испарении водной капели в поле излучения. // Труды ИЭМ.1978. Вып.18(71). С.3-11.

173. Землянов А.А., Небольсин М.Ф., Погодаев В.А., Рождественский А.Е. Просветление мелкокапельного тумана импульсом СОг-лазера. // ЖТФ. 1985. Т. 55. Вып. 4. С. 791-793.

174. Погодаев В.А., Рождественский А.Е., Хмелевцов С.С., Чистякова Л.К. Тепловой взрыв водных частиц под действием мощного лазерного излучения. //Квантовая электроника. 1977. Т.4. №1. С. 157-159.

175. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Модель деформации и разрушения крупных водных капель под действием излучения С02-лазера // Оптика атмосферы и океана. 1991. Т.4. № 6. С.618-624.

176. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Взрывное вскипание крупных водных капель под действием интенсивного лазерного излучения // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т.6. № 11. С.1426-1434.

177. Zemlyanov A.A., Geints Yu.E., Armstrong R.L. Explosive boiling-up of water droplets irradiated with intensive СОг-laser radiation: numerical experiments // Appl. Opt. 1994. V.33. № 24. P. 5805-5810.

178. Скрипов В.П., Синицын E.H., Павлов П.А. и др. Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии. Справочник. М.: Атомиздат. 1960, 208 с.

179. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Погодаев В.А., Рождественский А.Е. Полуэмпирическая модель разрушения частиц водного аэрозоля лазернымиимпульсами// Оптика атмосферы. 1988. Т.1. №3. С.27-34.

180. Гейнц Ю.Э. Взаимодействие интенсивного лазерного излучения с поглощающим водным аэрозолем и его оптические последствия. Дис. канд. физ.-мат. наук. Томск: ТГУ, 1990. 167 с.

181. Autric М., Vigliano P., Mazover Е. et all. Effect of a pulsed C02 laser radiation on a single water droplet // Fluid dynamics and plasma dynamics and laser Conference, Cincinnati. 1985. №85. 1630. P. 1-7.

182. Погодаев B.A., Костин B.B, Хмелевцов С.С., Чистякова Л.К. Некоторые вопросы взрывного режима испарения водной капли. // Изв. вузов. Физика. 1974. №3. С. 56-60.

183. Dennis R.A., Armstrong J.G. Explosive vaporization of aerosol drops under irradiation by a C02-laser beam. // Appl. Opt. 1987.V.26. № 23. P. 533-536.

184. Autric M., Vigliano P., Dufresne D. et al. Pulsed C02-laser-induced effects on water droplets. // AIAA. 1988. V.26. № 1. P. 65-71.

185. Иванов E.B., Коровин В.Я., Седунов Ю.С. Движение оптически плотных капель жидкости в поле лазерного излучения. // Квантовая электроника. 1977. Т.4. №9. С.1873-1881.

186. Землянов А.А., Кузиковский А.В., Чистякова Л.К. Взрыв водной капли в поле излучения С02-лазера. В кн. Исследование сложного теплообмена. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР. 1978. С. 106-111.

187. Autric М., Lefaucannier С., Vigliano P. et al. Aerosol-induced limitation on the propagation of high power laser beams. // AIAA Pap. 1987. № 1454. P. 32-39.

188. Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П., Челышев В.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. М.: Наука. 1975. 273 с.

189. Букатый В.И., Копытин Ю.Д., Погодаев В.А. и др. Светореативное движение аэрозольных частиц под действием оптического излучения. // Изв. вузов. Физика. 1972. №3. С. 41-44.

190. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Модель деформации и разрушения крупных водных капель // Оптика атмосферы. 1991. Т. 4 № 6. С. 245-252.

191. Толстиков Ю.В. Процессы взрывного разрушения и вторичной конденсации при воздействии интенсивного лазерного излучения на водяные капли и частицы льда. Автореферат канд. дисс. 1987. ИЭМ, Обнинск.

192. Geints Yu. Е., Zemlyanov А.А. Theoretical model of liquid aerosol particles deformations and shattering by high-intensive laser radiation // J. of Aerosol Sci. 1995. V. 26. Supp.l. P. 287-288.

193. Гейнц Ю.Э., Землянов A.A., Погодаев B.A. Об интегральной прозрачности капельных сред для импульсного излучения С02-лазера // Оптика атмосферы. 1989. Т.2. №9. С.948-953.

194. Бочкарев Н.Н., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. и др. Оперативная оценка ослабления мощного излучения импульсного С02-лазера на приземных атмосферных трассах // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т.П. №7. С. 700707.

195. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Погодаев В.А. Эффективность передачи импульсного излучения С02-лазера в капельных и кристаллических аэрозольных средах // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т.9. №8. С. 11031109.

196. Steiner М., Waldvogel A. Peaks in raindrop size distributions // J. Atmos. Scienc. 1987. V.44. №20. P.3127-3133.

197. Копытин Ю.Д., Коханов В.И., Погодаев B.A., Шишигин С.А. Исследование свечения очагов оптического пробоя воздуха, инициируемых излучением импульсного С02-лазера // Квантовая электроника. 1988. Т.15. №2. С. 405411.

198. Землянов А.А., Мальцева Г.А., Погодаев В.А. Прозрачность оптического канала во влажных атмосферных дымках в условиях оптического пробоя // Оптика атмосферы. 1989. Т.2. №6. С. 609-614.

199. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов A.M., Погодаев В.А. Эффективность передачи интенсивного импульсного излучения С02-лазеров через жидкокапельные среды // Нелинейная оптика и оптоакустика атмосферы. Томск: ИОА СО АН СССР, 1988. С. 66-73.

200. Блинов Н.А., Леонтьев И.А., Рыжков Е.Г. и др. Нелинейное ослабление импульсного лазерного излучения на приземной атмосферной трассе. // Квантовая электроника. 1985. Т.12. №10. С. 2147-2149.

201. Гордин М.П., Соколов А.В., Стрелков Г.М. Численное моделирование распространения мощных лазерных пучков в атмосфере // Радиофизика и электроника. 1987. Т.32. Вып.11. С.2242-2254.

202. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы.

203. Л.:Гидрометеоиздат, 1976. 639с.

204. Ужегов В.Н., Пхалагов Ю.А., Щелканов Н.Н. Исследование аэрозольного ослабление оптического излучения в зимних условиях // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т.7. №8. С. 1067-1076.

205. Волковицкий О.А., Иванов Е.В., Коломеев М.П., Семенов Л.П. Оптическоезамутнение» облачной среды при воздействии излучения СОг-лазера // Квантовая электроника. 1976. Т.З. №2. С. 404-416.

206. Копытин Ю.Д., Протасевич Е.Т., Чистякова Л.К., Шишковский В.И.

207. Воздействие лазерного и ВЧ-излучений на воздушную среду // Новосибирск:

208. Наука». Сибирская издательская фирма. 1992. 190с.

209. Бочкарев Н.Н., Красненко Н.П., Сорокин Ю.М. Оптоакустические эффекты ваэрозолях // Оптика атмосферы. 1990. Т.З. №6. С. 563-578.

210. Зуев В.Е., Копытин Ю.Д. Новые методы лазерного зондирования атмосферы на основе нелинейных эффектов. // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 1985. Т.49. №3. С.418-427.

211. А.с. № 1501707 СССР, MKH3G 01N21/39 Способ определения показателя поглощения жидкокапельных аэрозолей. / Ю.Э. Гейнц, А.А. Землянов, A.M. Кабанов и др.; Заявл. 04.12.87.

212. Жаров В.П., Негин А.Е., Симановский Я.О. Импульсный оптико-акустический эффект в аэрозолях. // Квантовая электроника. 1989. Т.16. №1. С. 98-99.

213. Агеев Б.Г., Землянов А.А., Кабанов A.M., Пономарев Ю.Н. Оптико-акустическое исследование поглощательной способности газовоаэрозольных сред. // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т.5. №2. С. 138-142.

214. Шаманаева Л.Г. Оптико-акустическое зондирование счетной концентрации грубодисперсной фракции атмосферного аэрозоля. // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т.10. №1. С.105-112.

215. Левин Г.Г., Семенов Э.Г., Старостенко О.В. Томографическое исследование пространственного распределения интенсивности излучения.// Оптика и спектроскопия. 1985. Т.58. Вып.5. С.1161-1164.

216. Воробьев В.В., Грачева М.Е., Гурвич А.С. Акустическая томография импульсных лазерных пучков. // Акустический журнал. 1986. Т.32. Вып.4. С.457-461.

217. Афонин М.А., Донченко В.А., Землянов А.А., и др. Диагностика структуры интенсивного лазерного пучка методами РВТ.// Оптика атмосферы. 1988. Т. 1. № 11. С.108-110.

218. Покасов Вл.В., Воробьев В.В., Гурвич А.С. и др. Определение структуры лазерного пучка акустическим методом в условиях кинетического охлаждения воздуха. // Оптика атмосферы. 1990. Т.З. №8. С.864-870.

219. Орлов В.М., Самохвалов И.В., Креков Г.М. и др. Сигналы и помехи в лазерной локации. ( Под ред. Зуева В.Е.). М.: Радио и связь. 1985. 264 с.

220. Беляев Е.Б., Копытин Ю.Д., Годлевский А.П. и др. О характере генерации акустического излучения при лазерном пробое газодисперсных сред. //

221. Письма в ЖТФ. 1982. Т.8. Вып.6. С. 333-337.

222. Лямшев Л.М., Наугольных К.А. Оптическая генерация звука. Нелинейные эффекты. //Акустический журнал. 1981. Т.27. №5. С. 641-668.

223. Жаров В.П., Летохов B.C. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия. М.: Наука. 1984.320 с.

224. Коломенский Ал.А., Лямишев Л.Н., Михалевич В.Г., Родин A.M. Генерация звука лазерным излучением. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1985. Т.49. №6. С. 1121-1128.

225. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Теоретическая модель генерации звука при фазовых переходах в жидкой аэрозольной частице // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т.8. №12. С. 1821-1824.

226. Бочкарев Н.Н., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов A.M., Погодаев В.А. Акустика фазовых переходов в водном аэрозоле, инициированных лазерным излучением // В кн.: Акустика неоднородных сред. Новосибирск. 1996. С. 7174.

227. Бочкарев Н.Н., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов A.M., Красненко Н.П. Режимы генерации звука жидкокапельным аэрозолем различного типа под действием лазерного излучения // Оптика атмосферы. 1988. Т. 1. №10. С. 111-112.

228. Zemlyanov A.A., Geints Yu.E., Kabanov A.M., Armstrong R.L. Investigation of laser induced destruction of droplets by acoustic methods // Appl. Opt. 1996. V. 35. № 30. P. 6062-6068.

229. Brook M„ Latham D.J. // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 7137-7144.

230. Brook M., Musgrove C. Microwave echo fluctuations produced by vibrating water drops // J. Atmospheric Sci. 1975. V. 32. № 10. P. 2001-2007.

231. Стерлядкин В.В. Натурные измерения колебаний капель осадков // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1988. Т.24. С. 613-621.

232. Зуев В.Е., Наац И.Э. Современные проблемы атмосферной оптики. Т.7. Л.: Гидрометеоиздат. 1990. 287 с.

233. Chahine М.Т. Determination of the temperature profile in an atmosphere from its outgoing radiance // J. Opt. Soc. Am. 1968. V. 58. P. 1634-1637.

234. Лазерное зондирование индустриальных аэрозолей /Зуев В.Е., Кауль Б.В.,

235. Самохвалов И.В. и др. Новосибирск: Наука, 1986. 190 с.

236. Балденков Г.Н., Жильцов В.И., Гошоков М.М. и др.//Труды ИПГ. 1986. Вып. 67. С. 41-52.

237. Лактионов А.Г. Равновесная гетерогенная конденсация Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 160 с.

238. Седунов Ю.С. Физика образования жидкокапельной фазы в атмосфере. Л.-.Гидрометеоиздат, 1972. 208 с.

239. Метеорология и атомная энергия / Под ред. Федорова Е.К. М.: Мир, 1959. 260 с.

240. Аячук В.А., Будак И.В., Раменский Л.А. // Труды УкрНИИ Госкомгидромета СССР. 1986. Вып. 188. С. 14-23.

241. Зуев В.Е., Комаров B.C. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 264 с.

242. Скрябина Л.Я. Атлас промышленных пылей. Ч. 1. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1981.37 с.

243. Пономарев Н.Н. Исследование дисперсного состава пылей о связи с оценкой работы воздухоочистителей. М.: СНТИ, 1961. 256 с.

244. Пришивалко А.П., Астафьева Л. Г. Поглощение, рассеяние и ослабление света атмосферными частицами с водной оболочкой // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1974. Т. 10. № 12. С. 1322-1327.

245. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А. Об обводнении зольных частиц в дымовых шлейфах индустриальных источников // Оптика атмосферы. 1992. Т. 5. № 5. С. 517-524.

246. Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 165 с.

247. Bussey Н.Е. and Richmond J.H. Scattering by a lossy dielectric circular cylindrical multilayer, numerical values // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1975. AP-23, P. 723-725.

248. Benincasa D.S., Barber P.W., Zhang J-Z. et al Spatial distribution of the internal and near-field intensities of large cylindrical and spherical scatters // Appl. Opt. 1987. V.26. №7. P. 1348-1356.

249. Wang D-S. and Barber P. Scattering by inhomogeneous nonspherical objects//

250. Appl. Opt. 1979. V.18. №13. P. 1960-1967.

251. Hill S.C., Hill A.C., and Barber P.W. Light scattering by size/shape distributions of soil particles and spheroids // Appl. Opt. 1984. V.23. P. 1025-1031.

252. Barber P.W., Hill S.C. Light scattering by particles: computational methods Hong Kong. World Scientific. 1990. 342p.

253. Swindal J.C., Leach D.H., Chang R.K. and Young K. Procession of morphology-dependent resonances in nonspherical droplets // Opt. Lett. 1993. V.18. №3. P.191-193.

254. Зуев B.E. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере М.: Советское радио. 1970. 496 с.

255. Kim J.S., Lee S.S. Scattering of laser beams and the optical potential well for a homogeneous sphere // JOSA B. 1983. V. 73. P. 303-312.

256. Gouesbet G., Maheu В., Grehan G. Light scattering from a sphere arbitrarily located in a Gaussian beam, using a Bromwich formulation // JOSA A. 1988. V. 5. №9. P. 1427-1443.

257. Davis L.W. Theory of electromagnetic beams // Phys. Rev.A. 1979. V. 19. P. 1177-1179.

258. Gouesbet G., Lock J. A., Grehan G. Partial-wave representations of laser beams for use in light-scattering calculations // Appl. Opt. 1995. V. 34. № 12. P 21332143.

259. Lock J. A., Gouesbet G. Rigorous justification of the localized approximation to the beam-shape coefficients in generalized Lorenz-Mie theory. I. On-axis beams // JOSA A. 1994.V. 11. №9. P. 2503-2515.

260. Gouesbet G., Letellier C., Ren K.F. Discussion of two quadrature methods of evaluating beam-shape coefficients in generalized Lorenz-Mie theory // Appl. Opt. 1996. V. 35. № 9. P. 1537-1542.

261. Gouesbet G., Grehan G., Maheu B. // Localized interpretation to compute all the coefficients g™ in the generalized Lorenz-Mie theory // JOSA A. 1990. V. 7, P. 998-1007.

262. Ren K.F., Gouesbet G., Grehan G. Integral localized approximation in generalized Lorenz-Mie theory // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 19. P. 4218-4225.

263. Barton J. P. Electromagnetic-field calculations for a sphere illuminated by ahigher-order Gaussian beam. I. Internal and near-field effects // Appl. Opt. 1997. V 36. № 6. P.1303-1311.

264. Lam C.C., Leung P.T., Young R. Explicit asymptotic formulas for the position, widths and strengths of resonances in the Mie scattering // J. Opt. Soc. Am. B. 1992. v.9. № 9. p. 1585-1592.

265. Probert-Jones J.R. Resonance component of backscattering by large dielectric spheres // J. Opt. Soc. Am. A. 1984. V.l. № 8. P. 822-830.