Нелинейные кристаллы

Практическое осуществление генерации света. Как осуществить практическую генерацию (усиление) световых волн на частотах (Oj и (1)2 Для этого нужно направить на нелинейный прозрачный кристалл, поляризация которого имеет вид (18.22), мощную волну накачки (рис. 18.10). При этом усиливаются те из всех возможных внутри кристалла пар воли, суммарная частота которых удовлетворяет условию синхронизации (18,28а). Если же в кристалле распространяется лишь одна сигнальная волна частоты oi, то в среде автоматически возникает другая волна с частотой Ы2 — i и происходит одновременное их усиление. Для получения эффективного усиления нелинейный кристалл располагают между зерка- [c.408]

Пусть в нелинейном кристалле с квадратичной нели- [c.306]

Преобразование частоты света в нелинейных кристаллах [c.231]

Итак, посылая когерентную световую волну определенной частоты со и определенной поляризации в данный нелинейный кристалл, ориентированный определенным образом внутри оптического резонатора, можно получить за счет энергии исходной волны две новых световых волны [c.236]

Коэффициенты генерации второй гармоники (элементы тензора rf ) нелинейных кристаллов приведены в табл. 33.18. Элементы тензора связаны с линейными оптическими восприимчивостями сред через тензор третьего ранга 6 (тензор Миллера) . [c.878]

ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.884]

В табл. 33.20 представлены данные по показателям преломления нелинейных кристаллов. Для двуосных кристаллов принято, что главные показатели преломления соотносятся как [c.884]

Таблица 33.20. Показатели преломления нелинейных кристаллов [2]

Нелинейные кристаллы — удвоители частоты устанавливаются либо на пути излучения по выходе его из резонатора, либо внутри резонатора. В настоящее время осуществлены также устройства, основанные на нелинейных эффектах, позволяющие получить третью и четвертую гармоники основного излучения. Такого рода умножители получили широкое распространение. При их помощи оказывается возможным преобразование инфракрасного лазерного излучения, например к = 1,06 мкм, от лазеров на стекле с неодимом или иттриево-алюминиевом гранате в излучение А- = 0,53 мкм, соответствующее видимой части спектра. [c.77]

Допустим, что на нелинейный кристалл падает электромагнитная волна большой мощности, имеющая частоту а [c.77]

Условие синхронизма выполняется в кристалле при определенном направлении распространения взаимодействующих волн таким образом, при повороте нелинейного кристалла в резонаторе условие синхронизма при постоянной частоте волны накачки будет осуществляться для различных пар частот toi и oij. Благодаря этому путем вращения кристалла можно получать генерацию на плавно перестраиваемых частотах toj и М3. [c.78]

Т. к. размеры нелинейного кристалла много больше длины световой волны, то процесс параметрич, возбуждения в оптике носит ярко выраженный волновой характер. Под действием электрич. поля Е световой волны большой интенсивности меняется диэлектрич. проницаемость 8 нелинейного кристалла г Яд in%E, [c.539]

Оптические характеристики некоторых нелинейных кристаллов, используемых в параметрических генераторах света [c.540]

Для измерения спектра свечения образца в течение временных ворот нелинейный кристалл вращается, при этом условие синхронизма для генерации суммарной частоты выполняется для различных А, свечения изучаемого объекта. [c.281]

Развитие лазерной техники, и в особенности методов получения нано- и пикосекундных импульсов когерентного излучения, поставило перед Ф. и. задачи разработки новых методов измерений, таких, как детектирование световых импульсов нелинейными кристаллами (см. Нелинейная оптика), применение функций корреляции высших порядков и др., а также задачи создания приёмников излучения с высоким временным разрешением и широким динамич. [c.353]

Модуляторы добротности на ячейке Поккельса являются наиболее распространенным типом устройств для модуляции добротности. В зависимости от используемого в ячейке Поккельса нелинейного кристалла, конфигурации прикладываемого поля, ориентации кристалла и значения рабочей длины волны четвертьволновое напряжение может быть в пределах 1—5 кВ. [c.288]

Рассмотрим монохроматическую плоскую волну с частотой со, распространяющуюся в направлении z через нелинейный кристалл. Для электрического поля Eu,(z, t) плоской электромагнитной волны постоянной интенсивности можно написать следующее выражение [c.493]

В настоящее время ГВГ применяется для создания когерентных источников на новых длинах волн. Нелинейный кристалл может быть помещен либо вне, либо внутри резонатора лазера, генерирующего основное излучение. В последнем случае с целью увеличения эффективности преобразования используют то преимущество, что внутри резонатора электромагнитное поле имеет более высокую напряженность. В обоих случаях получена очень высокая эффективность преобразования (приближающаяся к 100%)- Наиболее часто применяется ГВГ с целью удвоения частоты выходного излучения Nd YAG-лазера [таким образом, из ИК-излучения (Л = 1,06 мкм) получают зеленый свет (Л = = 532 нм)], а также для получения генерации перестраиваемого УФ-излучения (вплоть до Л 205 нм) путем удвоения частоты перестраиваемого лазера на красителях. В обоих этих случаях в качестве источника используется либо непрерывный, либо им- [c.500]

Физический процесс, имеющий место в этом случае, можно представить себе следующим образом. Вообразим сначала, что в нелинейном кристалле присутствуют одновременно сильная волна с частотой (Оз и слабая волна с частотой иь В результате нелинейного взаимодействия (8.41) волна с частотой >з образует биения с волной, имеющей частоту (Oi, что приводит к возникновению компоненты поляризации с частотой >з — (Oi = (02. Если удовлетворяется условие фазового синхронизма (8.586), то волна с частотой >2 будет нарастать по мере своего прохождения через кристалл. При этом полное поле Е будет в действительности суммой трех полей [ = <0.(2, О+ <0.(2, 0 + [c.502]

Параметрическое усиление служит физической основой для создания параметрических генераторов света. Принципиальная схема такого генератора показана на рис. 41.13. В резонатор, образованный плоскими зеркалами М.. и М< , помещается нелинейный кристалл К, вырезанный таким образом, что для волн, распространяющихся перпендикулярно зеркалам, выпoлня pт я векторные условия синфазности + А = либо к + к -- к. Для возбуждения параметрической генерации применяется излучение второй (или третьей) гармоники рубинового или неодимового [c.852]

Рассматриваемое явление называют параметрическим рассеянием света (или, менее удачно, параметрической люминесценцией). Световые волны, возникающие при параметрическом рассеянии, распространяются под некоторыми углами к направлению распространения волны накачки, определяемыми условием синхронизма (9.4.8). На рис. 9.12 эти углы обозначены как ф1 (для волны частоты и Ф2 (для частоты oj)- Если смотреть навстречу синему лазерному лучу, проходящему сквозь нелинейный кристалл ниоба- [c.236]

Параметрический генератор света. Поместив нелинейный кристалл в оптической резонатор, можно превратить параметрическое рассеяние в параметрическую генерацию света. Будем рассматривать скалярный синхронизм — когда волновые векторы (как волны накачки, так и обеих иереизлученных световых волн) направлены вдоль одной прямой эта прямая есть ось резонатора. Ориентируем нелинейный кристалл внутри резонатора таким образом, чтобы направление синхронизма для некоторой конкретной пары частот odj и — oj совпадало с осью резонатора, и введем в резонатор вдоль его оси интенсивную когерентную световую волну накачки частоты ш. Для выполнения условия синхронизма надо позаботиться о поляризации волны накачки. Возможна ситуация, когда волна накачки и одна из переизлученных волн — необыкновенные, а другая переизлученная волна — обыкновенная. [c.236]

При этом взаимодействие основной волны с частотой ш с волной 0) приведет к переизлучению иа частоте а взаимодействие основной волны с волной й2 — к переизлучению на частоте Эффективное взаимодействие и, следовательно, передача волнам tijj и Юз энергии от основной волны осуществляется при выполнении условия синхронизма к = - - к . Если нелинейный кристалл, в котором выполняется это условие, поместить в резонатор, то при достаточно большой мощности волны накачки в такой системе возникнет генерация на частотах tOj и tOj- [c.78]

Динамич, нелинейность кристалла проявляется при структурных фазовых переходах (напр., в сегнетоэлек- триках). Частота нек-рого онтич. фонона зависит от темп-ры и при темп-ре фазового превращения обращается в нуль, приводя к перестройке эле.ментарной ячейки кристалла. [c.619]

СГС) и в кристалле Те в ИК-диапазоне (у/ 2,2 10 СГС) ещё в 1960-х гг., практически не были превзойдены и в 1980-х гг. (табл.). Это не свидетельствует, однако, об отсутствии прогресса в разработке материалов с квадратичной нелинейностью. Наиболее яркие достижения получены в разработке нелинейных кристаллов для преобразования широкоапертурных пучков импульсных лазеров для установок УТС и в разработке кристаллов для преобразования излучения с высокой ср. мощностью. Удвоитель частоты на кристалле калий — тштанил фосфата (КТР) обладает кпд Я5 60% при средней мощности лазерного излучения 20 Вт. [c.298]

Восприимчивости измеряют, связывая эффективность нелинейного процесса с интенсивностью взаимодействующих в нелинейном процессе волн (напр., в случае генерации 2-й гармоники Н. в. 2-го порядка связывают с интенсивностью накачки) 6,7]. При этом используется информация о пространственно-временном профиле взаимодействующих пучков, их спектральном составе, длине исследуемого образца, его ориентации, поляризации излучения и выполнении условий фазового синхронизма. Абс. измерения оптич. нелинейностей — сложная задача, поэтому часто используют относит, измерения. Эталонным кристаллом для относит. измерений 2-й гармоники является кристалл КОР (КН РО ), у к-рого = 1,1-10" СГСЭ (длина волны накачки к — 1,06 мкм), в ИК-области — кристалл арсенида галлия с х 3,2-10" СГСЭ к = = 10,6 мкм). Для поиска новых нелинейных материя-лов широко применяется методика измерения относит. Н. в. в порошках, позволяющая оценить оптич. нелинейность кристаллов и установить возможность синхронных нелинейных взаимодействий, не располагая большими монокристаллич. образцами. Коэф. преломления подавляющего большинства оптич. материалов отличаются не более чем на порядок, а различие ку-бич. Н. в. составляет более десяти порядков величины. Нерезонансеое значение х оптич. стёкол и щелочно-галоидных кристаллов изменяется в диапазоне (10-1 —10-13) СГСЭ, напр. для ЫР СГСЭ, [c.311]

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР СВЁТА — источник когерентного оптич. излучения, в к-ром мощная световая волна одной частоты (частоты накачки), проходя через нелинейный кристалл, преобразуется в световые волны других, меньших частот. Частоты параметрически возбуждаемых волн определяются дисперсией света в кристалле и при её изменении могут плавно перестраиваться при фиксиров. частоте накачки. [c.539]

Пироэлектрич. элементы Пьезоэлеыеиты, нелинейные кристаллы, электрооптика Лазеры, ювелирные изделия [c.524]

В области нормальной дисперсии величина показателя преломления увеличивается с ростом частоты, т. е. для изотропных сред условие ( ) не выполняется, но оно выполняется в области аномальной дисперсии. В анизотропных средах условие ( ) может быть выполнено и в области нормальной дисперсии в случае взаимодействия волн разл. поляризаций. Хотя при этом всегда п (ш1)< (ш2) и (со )<п (ш2] (индексы о и е относятся соответственно к обыкновенной и необыкновенной волнам), однако при не слишком малых параметрах анизотропии возможно o(oji) fl(( o2) (отрицат. кристаллы) или fJe(t0i)3= ((U2) (положит. кристаллы). В отрицат. нелинейном кристалле KDP условие Ф. с. при генерации второй гармоники выполняется при взаимодействии вида A<,((i)i)-i- ( Oi) = (0)2) или (Mi)-l- e(wi)=Arj(t02)- Подобные соотношения можно записать для др. типов трёхчастотных взаимодействий. [c.274]

В Нелинейных средах с периодич, модуляцией линейной или нелинейной восприимчивости могут быть реализованы т. н. квазисинхронные взаимодействия в них фазовая расстройка ДЛ компенсируется за счёт модуляции вектора обратной решётки. Это расширяет класс нелинейных кристаллов, к-рые можно использовать для реализации эфф, нелинейных взаимодействий волн. [c.274]

К Ф. с. относится также люминесцентная спектроскопия с временным разрешением, в к-рой измеряются длительность свечения и спектры изучаемого объекта. В методах обычной люминесцентной спектроскопии в качестве детекторов используют скоростные фотоприёмники и электрон-но-оптич. преобразователи, к-рые не обеспечивают фемтосекундного временного разрешения. В люминесцентной спектроскопии, применяющей методы Ф. с., временные ворота для измерения сигнала создаёт непосредственно сам импульс, чем и достигается фемтосекундное временное разрешение. Для образования временных ворот возбуждаемая фемтосекундным импульсом люминесценция может направляться на нелинейный кристалл, где она смещи-вается с фемтосекундным лазерным импульсом. Такая схема обеспечивает временное разрешение порядка длительности импульса, т. е. сигнал на суммарной частоте образуется только во время нахождения этого импульса в кристалле. Временная эволюция свечения на фиксированной длине волны измеряется путём установки нелинейного кристалла под соответствующим утлом синхронизма и регистрации сигнала на суммарной частоте при варьировании оптич. задержки направляемого на кристалл лазерного импульса. [c.281]

Эксперим, схемы, использующие генерацию суммарной частоты, применяются и для получения ИК-спектров поглощения в разл. моменты времени. В этом случае образец возбуждается СКИ, а непрерывное ИК-излучение используется для зондирования. При возбуждении образца изменяются колебат. состояния составляющих его частиц и зондирующее непрерывное ИК-излучение модулируется этими изменениями, Промодулированное ИК-излучение направляется на нелинейный кристалл, где смешивается с лазерным импульсом. Измерение сигнала производится на суммарной частоте, т. е. в видимой части спектра, а измерение времени задержки позволяет регистрировать эволюцию ИК-поглощения. [c.281]

Поккельса), представляет собой нелинейный кристалл типа KD P или нио-бата лития для видимого и ближнего ИК-Диапазо-на или теллурида кадмия для средней ИК-области. [c.287]

В ячейке Поккельса с продольной конфигурацией величина двулуче-преломлення Дп = —Пу, создаваемая при приложении к ячейке постоянного (продольного) напряжения V, равна im — n rQ VjL, где По—(обыкновенный) показатель преломления, L — длина кристалла в ячейке и гез — соответствующая электрооптическая постоянная нелинейного кристалла. Выведите выражение для напряжения, которое необходимо приложить к ячейке Поккельса, чтобы система поляризатор — ячейка Поккельса, показанная на рис. 5.28, находилась в закрытом положении. [c.328]

При данном значении угла (т. е. при известном наклоне нелинейного кристалла по отношению к оси резонатора) соотношение (8.59) определяет связь между (Oi и (02, а вместе с соотношением (8.58а) оно позволяет вычислить обе частоты (Oi и (02. Можно реализовать условия фазового синхронизма как типа I, так и типа 11 (например, e(o, Ow, +бщ, в отрицательном одноосном кристалле), а перестройку можно осуш,ествлять изменением либо наклона кристалла (угловая перестройка), либо температуры (температурная перестройка). В заключение заметим, что если усиление, обусловленное параметрическим эффектом, достаточно велико, то можно обойтись и вовсе без зеркал, а интенсивное излучение на частотах (Oi и (02, происходяш,ее от параметрического шума, можно получить за один проход через кристалл. Это внешне очень похоже на явления суперлюминесценции и усиленного спонтанного излучения, которые рассматривались в разд. 2.7, и иногда (довольно необоснованно) называется суперлюминесцентным параметрическим излучением. [c.503]

Вследствие того что эффективность преобразования обратно пропорциональна площади поперёчного сечения пучка [см. выражение (12.4.5)], необходимо, чтобы пучок фокусировался внутри нелинейного кристалла. Типичная ситуация представлена на рис. 12.6. На этом рисунке величина Zq = muil/ K [см. выражение (2.2.11)] равна расстоянию, на котором площадь поперечного сечения пучка удваивается по сравнению с его площадью в области перетяжки. Если длина кристалла L много меньше, чем z , то внутри кристалла сечение пучка остается по существу постоянным и мы можем использовать результаты, полученные в приближении плоской волны [c.570]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...