2.6.3. Неоднородно уширенная линия

В случае когда линия является неоднородно уширенной, процесс насыщения оказывается более сложным. Поэтому мы здесь ограничимся лишь качественным его описанием (более подробное описание см. в задачах 2.22 и 2.23). Чтобы сохранить общность рассмотрения, будем считать, что уширение линии обусловлено как однородным, так и неоднородным механизмами. Следовательно, форму линии можно описать выражением (2.69). Результирующая форма линии дается сверткой вкладов от однородно уширенных линий отдельных атомов. Таким образом, в случае поглощения результирующий коэффициент поглощения можно изобразить кривой, как показано на рис. 2.18. В этом случае при проведении эксперимента по схеме, представленной на рис. 2.15, падающая волна с интенсивностью будет взаимодействовать лишь с теми атомами, резонансные частоты которых располагаются вблизи частоты Соответственно только в этих агомах будет иметь место насыщение уровней, когда величина станет достаточно большой. При

этом форма линии поглощения для различных значений изменится так, как показано на рис. 2.19. Мы видим, что с увеличением в линии поглощения образуется провал на частоте Ширина этого провала того же порядка, что и ширина отдельных линий поглощения, представленных на рис. 2.18 в виде штриховых кривых, т. е. порядка ширины однородно уширенной линии. Аналогичные соображения применимы и к рассмотрению не поглощающего, а чисто усиливающего перехода. В этом случае действие насыщающего пучка будет выражаться в образовании провалов, но в контуре линии усиления, а не поглощения. Заметим также, что подобные рассуждения могут быть применимы при исследовании поглощения и насыщения усиления, вызванного световым импульсом достаточно высокой интенсивности.

Рис. 2.18. Коитур линии перехода, обусловленный совместным действием однородного и неоднородного механизмов уширения. Соответствующая функция получается сверткой [см. выражение (2.69)] функций формы линии отдельных атомов.

Рис. 2.19. Проявление насыщения в случае иеодиородио уширенной линии. В кривой зависимости коэффициента поглощения от частоты имеется провал. глубина которого увеличивается с иитеисивиостью