Генерация второй гармоники эффективность преобразовани

Несколько ранних экспериментов [46-49] показали, что при распространении по волоконному световоду мощного импульса накачки на длине волны 1,06 мкм от Nd ИАГ-лазера с синхронизацией мод и модуляцией добротности происходит генерация второй гармоники и суммарной частоты вида со, -t- oj. Эффективность преобразования составляла около 0,1% как для суммарной частоты [49], так и для второй гармоники [52]. Такая высокая эффективность неожиданна для параметрических процессов второго порядка, поскольку восприимчивость второго порядка связана с нелинейным откликом электрических диполей, следовательно, близка к нулю в изотропных материалах, каким является плавленый кварц. Существует несколько нелинейностей высших порядков, которые могут создать эффективную для таких процессов наиболее важны среди них нелинейности на дранице сердцевины и оболочки и нелинейности, связанные с квадрупольным и магнитным моментами. Однако детальные расчеты показывают [53], что эти нелинейности могут дать увеличение эффективности преобразования максимум до 10 даже при условии фазового синхронизма. Видимо, более высокие эффективности параметрических процессов второго порядка связаны с другим механизмом. [c.309]

Ключ к природе такого механизма появился, когда было обнаружено. что мощность второй гармоники значительно возрастает, если излучение накачки действует на световод в течение нескольких часов [54]. На рис, 10,13 показана зависимость средней мощности второй гармоники от времени при распространении по световоду длиной 1 м импульсов накачки на длине волны 1,06 мкм, с длительностью 100-130 ПС и со средней мощностью 125 мВт, от Nd ИАГ-лазера с модуляцией добротности и синхронизацией мод. Мощность второй гармоники со временем растет почти экспоненциально и начинает насыщаться после 10 ч. Максимальная эффективность преобразования составляла около 3%. Импульсы на длине волны 0,53 мкм на выходе световода имели длительность около 55 пс и мощность, достаточную для накачки лазера на красителе [54]. Этот эксперимент способствовал дальнейшему возрастанию интереса к ГВГ в световодах, и в последнее время изучению процесса подготовки и природы генерации второй гармоники в волоконных световодах уделяется значительное внимание [55-72]. Уровень понимания этих процессов пока далек от совершенства, и работа продолжается. Остаток этой главы посвящен обзору состояния дел ко времени написания. [c.309]

Нелинейный элемент для генерации второй гармоники представляет собой кристалл, вырезанный вдоль направления фазового синхронизма, при котором происходит эффективное преобразование излучения во вторую гармонику на всем протяжении распространения света в кристалле. [c.172]

Генерация второй гармоники в нелинейных кристаллах используется для преобразования инфракрасного излучения мощных лазеров в видимое. Например, вторая гармоника лазера на иттрий-алюминие-вом гранате,, активированном неодимом, представляет собой зеленый свет, весьма удобный для разнообразных оптических исследований. При выполнении условия фазового синхронизма удается получить к.п.д. преобразования около 20—30%. Однако более эффективными оказались системы, в которых нелинейный кристалл помещается внутри лазерного резонатора. Как видно из (10.22), интенсивность второй гармоники пропорциональна квадрату интенсивности исходного излучения, которое внутри резонатора имеет значительно большую мощность, чем на выходе лазера. Зеркала [c.492]

Генерация второй гармоники. ... 120 39. Об эффективности преобразования частот [c.177]

Генерация второй гармоники (ГВГ) представляет практический интерес с того времени, как было показано, что эффективное преобразование от основной частоты к частоте второй гармоники может быть достигнуто при разумных мощностях излучения основной частоты [69, 42, 47, 62, 126]. Это позволило получить мощные источники когерентного излучения в ранее недоступных диапазонах длин волн (В табл. 5.1 перечислены некоторые эффективные источники, использующие эффект генерации второй гармоники, и соответствующие длины волн.) [c.129]

В последнее время, в связи с успехами в разработке высококачественных нелинейных элементов с малыми потерями света, а также в создании специальных схем резонаторов с сильной фокусировкой излучения внутри резонатора, появилась -возможность разработки лазеров с внутрирезонаторным удвоением частоты при непрерывном режиме генерации. Необходимость фокусировки диктуется тем, что при непрерывном режиме плотность мощности излучения заметно ниже, чем. при импульсном режиме. За счет этого падает эффективность преобразования основного излучения лазера во вторую гармонику. Поскольку КПД преобразования пропорционально плотности мощности основного излучения, то его фокусировкой удается вновь восстановить необходимую плотность мощности и достичь высокий кпд, характерный для импульсного режима генерации. [c.105]

Для непрерывного лазера на Мс1 УА0 типичное значение N — порядка 10 . Так что для лазера мощностью 1 Вт с полностью синхронизованными модами и при использовании оптимальной фокусировки основного излучения внутрь кристалла ниобата лития длиною 1 см ожидается генерация непрерывного излучения с мощностью 90 мВт в зеленой области спектра. Это соответствует эффективности преобразования во вторую гармонику только около 10%, несмотря на его 66-кратное увеличение благодаря синхронизации мод. [c.140]

В разд. 2,8 упоминалось большое двулучепреломление молекулярных кристаллов, В разд. 5 будет показано, что практически во всех случаях, когда достаточно тщательно исследовались возможности выполнения условий синхронизма в молекулярных кристаллах, оказывалось, что существуют многочисленные направления, в которых выполняются условия синхронизма, и что чаще всего, по крайней мере для одного направления, < эфф тах Следовательно, не будет большой ошибкой считать, что любой новый молекулярный кристалл, особенно эффективный, обладает направлениями синхронизма, В этом случае, как указывалось выше, можно использовать упрощенный вариант поро1Шсовой методики исследовать генерацию второй гармоники в нефракционированном поликристаллическом образце. Благодаря наличию многочисленных направлений, в которых выполняются условия синхронизма, эффективность преобразования будет определяться суммой квадратов различных компонент dff, т. е, интенсивность излучения второй гармоники даст приблизительную оценку нормы тензора dj/, Mij II (см. 27"). Из рассмотрения соотношения (27") можно сделать вьшод, что при исследовании кристаллов классов 2, т, тпт2 порошковая методика позволяет оценить максимальное значение компонент а при исследовании кристаллов класса 222 нелинейная восприимчивость, оцениваемая с помощью зтой методики, окажется завышенной в несколько раз. Напомним, что все эти рассуждения справедливы, если [c.94]

В главе 5 рассматриваются кристаллы ниобата бария-натрия (НБН), который позволяет получать 100%-ное преобразование излучения лазера с длиной волны X — = 1,06 мкм во вторую гармонику. В этой главе приведены физико-химические характеристики и фазовые диаграммы этого соединения, указаны возникающие нарушения стехиометрии и перечислены составы, рекомендованные в качестве конгруэнтных. Обсуждаются оптические, электрооптические свойства и эффективность генерации второй гармоники в зависимости от состава, технологии выращивания и термоэлектрической обработки в процессе монодоменизации и раздвойникования этнх кристаллов. Даны краткие описания методик выращивания кристаллов НБН, их монодоменизации и раздвойникования. [c.10]

Зависимость эффективности преобразования во вторую гармонику от параметров фокусировки, особенности генерации второй гармоники от импульсного излучения, учет конечности апертуры лазерных пучков и Т.Д.-подробно проанализированы в монографиях Шена [4], Цернике и Мидвинтера [15]. Здесь приведена таблица компонент квадратичной нелинейной восприимчивости описывающей процесс генерации второй гармоники, для ряда кристаллов, наиболее Часто используемых на практике (табл. Ш.1). [c.211]

С помощью квантовомеханической теории возмущений вычислены индуцированный нелинейный электрический дипольный момент и моменты более высоких порядков атомной системы, облучаемой одновременно двумя или тремя световыми волнами. Учтены члены, квадратичные и кубичные по полю. Выведено важное пространственно-частотное перестановочное соотношение для нелинейной восприимчивости и проанализирована ее зависимость от частоты. Установлено соотношение между нелинейными микроскопическими свойствами и эффективной макроскопической нелинейной поляризацией, которую можно ввести в уравнения Максвелла для бесконечной однородной анизотропной нелинейной диэлектрической среды. Для нелинейного диэлектрика выведены соотношения для энергии и мощности, соответствующие соотношениям Мэнли — Роу в теории параметрических усилителей. Получены в явной форме решения системы уравнений для комплексных амплитуд, описывающих взаимодействие плоской световой волны с ее второй гармоникой или взаимодействие трех плоских электромагнитных волн, которые удовлетворяют энергетическому соотношению (u3 = (Oi-t-W2 и соотношению для импульсов кз = kl -Ь ка -Ь Ак. Рассмотрена генерация третьей гармоники и взаимодействие между большим числом волн. Обсуждены возможности применения теории для исследования низкочастотного и высокочастотного эффекта Керра, модуляции света, генерации гармоник и параметрического преобразования света. [c.265]

В соответствии с данными рабО,т [155] и [153] девять исходных резонансных частот (17910, 48420, 19560, 21 150, 23970, 25 080, 27 960, 28 680 Гц) преобразуются в ходе процесса метаболизма в большую серию комбинациойных частот, представляющих собой вторую и третью гармоники этих частот, частоты колебаний, появляющихся в ходе оптического смещения и параметрической генерации. При этом в начале клеточного цикла наблюдаются только исходные частоты, а в ходе процесса метаболизма спектр, обогащается более высокочастотными линиями, что, по-видимому, связано с возрастанием со временем амплитуды генерируемых колебаний и соответственно увеличением амплитуды высших гармоник. Однако наиболее высокочастотные линии спектра, обязанные описанному преобразованию частоты, не превышают 9-10 ГГц (3000 см ), т. е. не доходят до оптического диапазона, самые низкочастотные линии которого лежат выше 4-105ГГц тем более они не доходят до области УФ-спектра, начинающегося с частоты 7,5-10 ГГц. Эффективное преобразование частоты в эти диапазоны на основе перечисленных выше принципов осуществить, по-видимому, невозможно. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...