ИСТИНА

Проведено численное моделирование и экспериментальное исследование влияния рассеивающих неоднородностей в жидкости на эффективность спонтанного комбинационного рассеяния в жидкости и на эффективность поглощения излучения рассеивателями в составе мутной среды. Упругое рассеяние присуще неоднородным средам. Хорошо известно, что контролируемое упругое рассеяние в материалах фотоники наделяет их совершенно новыми свойствами. Это связано с увеличением объема взаимодействия излучения с веществом (по сравнению с однородной средой). Данное увеличение реализуется посредством двух типов механизмов: когерентного и некогерентного. Когерентный механизм заключается в возникновении обратной связи в неупорядоченной среде. Некогерентный механизм вызван увеличением длины пути излучения в среде вследствие его упругого рассеяния на неоднородностях среды. Благодаря такому упругому рассеянию в неоднородных средах возможно даже достижение лазерной генерации. Данное исследование представляет собой исследование вопроса о влиянии некогерентных эффектов на эффективность оптических процессов в сильнорассеивающих средах - спонтанного комбинационного рассеяния и поглощения. Влияние упругого рассеяния света на время жизни фотонов и эффективность спонтанного комбинационного рассеяния света в диметилсульфоксиде (DMSO) было изучено для порошков рутила, фосфида галлия и кремния с частицами микрометрового размера, взвешенными в DMSO и глицерине. Измерения функции взаимной корреляции фемтосекундных лазерных импульсов и импульсов, рассеянных обратно суспензией, свидетельствуют об уменьшении времени пребывания обратно рассеянных фотонов при распространении в суспензии с высокой объемной долей порошка - с 1,5 до 0,5 пс с увеличением объемной доли рассеивателя. Экспериментально показано, что эффективность комбинационного рассеяния в обратном направлении для рутиловых рассеивателей возрастает до 4 раз, причем зависимость комбинационного сигнала от объемной доли рассеивателя немонотонна. Моделирование рассеяния света методом Монте-Карло хорошо согласуется с экспериментальными данными. Исследование оптических свойств кремниевых частиц в составе суспензий выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-12-00192).