Генерация гармоник

Мы ознакомились с нелинейными оптическими эффектами, приводящими к изменению частоты самой световой волны (генерация гармоник рассеяния света). Однако встречается явление, при котором взаимодействие мощного светового потока с веществом приводит к изменению амплитуды волны. Проанализируем это явление для светового пучка простой формы — для цилиндрического пучка. [c.398]

Использование в оптическом эксперименте лазерных источников света привело к открытию ряда явлений, не совместимых с принципом линейности. Практически одновременно с созданием первых лазеров были обнаружены такие нелинейные оптические явления, как генерация гармоник, сложение и вычитание частот световых потоков, вынужденное комбинационное рассеяние света, двухфотонное поглощение. Было ясно также, что сам лазер — это оптическая система, в которой важную роль играет эффект насыщения усиления света активной средой. Все это стимулировало бурное развитие теоретических и экспериментальных исследований нелинейного взаимодействия света с веществом, разработку методов практического использования нелинейных оптических явлений в науке и технике и привело, в частности, к возникновению нелинейной оптики. [c.298]

Оптическое детектирование и генерация гармоник [c.301]

Следует отметить, что в рассматриваемом случае По(2 со) >по((о), Пв (2 со) >Пе(со), т. е. имеет место нормальная дисперсия. Генерация гармоники осуществляется в узком угловом интервале, так как при отступлении от направления нарушается волновой синхронизм, что приводит к ухудшению условий генерации. [c.305]

Следует заметить, что не всякий одноосный кристалл пригоден для генерации гармоники. Условие волнового синхронизма для кварца не выполняется ни для какого направления (рис. 36.4,6). [c.305]

ГЕНЕРАЦИЯ ГАРМОНИК —см. в ст. Взаимодействие световых волн. [c.435]

Д. и, в сильных полях имеют целью исследование зависимости е от напряжённости внеш. электрич. поля Е. К образцу обычно либо прикладывают сильное смещающее поле совместно со слабым зондирующим сигналом, либо пользуются методом генерации гармоник (см. Нелинейная опт.ика). [c.702]

М. п., при к-рых конечное квантовое состояние 2) соответствующего многофотонного перехода совпадает с исходным [1), наз. когерентными, т. к. в этом случае фазы взаимодействующих волн оказываются жёстко связанными между собой. К когерентным М. п. относятся генерация гармоник, процессы сложения и вычитания частот оптич. излучения, параметрич. генерация и усиление и т. п. (см. Нелинейная оптика). [c.167]

Для достаточно быстрых)> нелинейностей, когда времена релаксации т различных физ. величин, от к-рых зависит т, сопоставимы с обратной частотой световой волны ш" -, самовоздействие света приводит к раз,ч. эффектам генерации гармоник, вынужденному рассеянию света и др. Максимальный коэф. передачи по каналу положительной О. с. в этих случаях обеспечивается при выполнении условий резонансной связи мод (условий фазового синхронизма). [c.387]

Изучение нелинейных оптич. процессов в статистически неоднородных средах позволяет определить влияние неоднородностей на эффективность процессов (генерация гармоник, параметрич. взаимодействия н т. д.) и оценить возможность подавления разл. вредных неустойчивостей (линейных и нелинейных). Последние приводят к флуктуациям коэф. нелинейной связи [c.664]

Заканчивая обсуждение вопроса о расширении спектра генерации современных лазеров, необходимо отметить еще одно перспективное направление, усиленно развиваемое последние годы благодаря успехам в технологии получения нелинейных оптических материалов. Речь идет о возможности эффективного преобразования частот лазеров нелинейно-оптическими методами. Для генерации гармоник в видимой области спектра с наибольшим успехом применяются кристаллы дигидрофосфатов аммония (ADP) и калия (KDP), иодата и ниобата лития и др. [c.184]

К числу основных модулей относятся задающие генераторы с фиксированной длиной волны, выполненные на основе твердотельных или ионных лазеров. В последнее время особый интерес вызывают высокостабильные лазеры на гранате с неодимом, работающие в режиме активной синхронизации мод или в сдвоенном режиме — синхронизации мод и модуляции добротности. Преобразование частоты задающих генераторов, как правило с уменьшением длительности, осуществляется методами нелинейной оптики (генерация гармоник, параметрическое преобразование частот) или путем накачки перестраиваемых по частоте лазеров (на красителях, центрах окраски, полупроводниковых или ВКР лазеров). [c.240]

Изучение нелинейных явлений в различных средах всех лазерных систем составляет предмет изучения нелинейной оптики. Нелинейные явления в мощных лазерах и лазерных системах неотделимы от процесса взаимодействия излучения с активной средой, усиления и генерации. Так же как и в нелинейной оптике, все нелинейные явления в элементах лазерных систем можно разделить на три большие группы 1) генерация гармоник, включая процессы преобразования частоты (в результате сложения или вычитания частот) 2) явления самовоздействия, определяемые зависимостью от интенсивности излучения, показателя преломления и коэффициента потерь 3) явления нелинейного рассеяния, сильно зависящие от механизма рассеяния. [c.196]

В среде Р = двумя возбуждающими волнами с одинаковыми частотами и разными к нелинейная поляризация на двойной частоте состоит из трех волн у первой kBi = 2ki, у второй кв2 = = 2кг, у третьей ka3 = ki + k2 (рис. 1.1). Отклик среды на эти три волны аддитивен, но отнюдь не аддитивен эффект генерации гармоники по отношению к волнам возбуждающего излучения. При наличии одновременно обеих волн возникает неаддитивный член — гармоника, рожденная волной с кв = ki + кг. [c.20]

В 1973 г. впервые наблюдалась генерация гармоник оптического изучения в растворах органических соединений [28, 42]. С тех пор изучение гиперполяризуемости занимает большое место в исследованиях нелинейных оптических свойств. Дело в том, что именно гиперполяризуемость позволяет наиболее простым образом связать свойства среды со свойствами отдельных молекул. Исследование гиперполяризуемостей жидкостей [c.21]

Для измерения температуры фазового согласования при некритическом синхронизме пучок лучей ИАГ Nd-лазера фокусировался в объеме кристалла. Температурная зависимость генерации гармоники для луча, пада- [c.246]

Генерация гармоник, суммовых и разностных частот лазерного излучения. В течение последнего десятилетия развитие лазерной техники вышло на своеобразное плато насыщения — произошел отбор активных материалов, обладающих оптимальными характеристиками, устоялись конструктивные варианты основных узлов и компоновки лазерных систем в зависимости от их назначения. Это сопровождалось аналогичными процессами селекции нелинейных оптических материалов и изготавливаемых из них компонентов лазеров. [c.241]

Последовательное удвоение частоты излучения позволяет получить гармоники колебаний основной частоты o)i выше второй. Предел повышения частоты определяется ростом поглощения в кристалле, начинающимся в ультрафиолетовой области спектра. Этот предел соответствует волнам Я = 200 нм. Более короткие волны получают при генерации гармоник в газах и парах металлов, области поглощения которых очень узки, что позволяет исключить резонансное взаимодействие световых импульсов с атомными переходами. Однако во всех газах, парах и жидкостях (т. е. в более общем виде во всех системах с инверсионной симметрией) нелинейные оптические коэффициенты четных порядков равны нулю [11, т. 1]. Поэтому в газах и парах могут генерироваться лишь третья, пятая... и т. д. гармоники с частотами 3o)i, 5o)i,. .. Путем преобразования частоты [c.283]

На рис. 8.4 в качестве примера приведена схема установки, предназначенной для генерации гармоник и суммарных частот. В этой установке основное излучение лазера на [c.285]

При параметрической генерации в пикосекундной области, как и в случае генерации гармоник, необходимо согласование [c.288]

Направленность антистоксова рассеяния (см. рис. 41.14) объясняется фазовыми соотношениями между волнами, испускаемыми диполями pas, рэсположенными в различных точках рассеивающей среды, т. е. представляет собой интерференционный эффект, аналогичный эффектам, рассмотренным на примерах излучения лазера (см. 222), генерации гармоник (см. 236) и параметрической люминесценции и усиления (см. 238). Как и любой интерференционный эффект, результат сложения вторичных антистоксовых волн зависит от геометрических условий опыта. Примем, что усиление на толщине d рассеивающего слоя велико ( jd 1, это необходимо для наблюдения ВКР). Пусть, кроме того, радиус возбуждающего пучка а меньше радиуса зоны Френеля с номером, равным as[c.858]

Рассмотрим те нелинейно-оптические явления, в возникновении которых заметную роль играет кубический член в разложении поляризованности (36.5). Предположим, что условие волнового синхронизма для генерации гармоник не выполняется, поэтому его можно не учитывать, т. е. в (36.5) член с а можно опустить. Тогда поля-ризованность может быть записана следующим образом [c.308]

В И. г. применяются твердотельные лазеры (рубиновые и неодимовые) с преобразованием частоты излучения методами генерации гармоник и вынужденного комбинационного расссяиия, перекрывающие видимый и ближние ИК- п УФ-диапа юны спектра (см. Нелинейная оптика, Параметрический генератор aemd). Применяются также лазеры на красителях и С02-лазеры. Длительность импульсов от 10 до 10 ° с, энергия 0,01 — [c.132]

В кристаллах наблюдаются те же нелинейные эффекты, что и в изотропных телах генерация гармоник, нелинейное поглощение, нелинейное взаимоде11Ствие волн с образованием волн суммарной и разностной частоты, в т. ч. комбинац. рассеяние звука на звуке, и т. д. Однако нелинейная акустика кристаллов отличается сложностью и многообразием атих эффектов, Сущест-иование трёх ветвей акустич. колебаний увеличивает в кристаллах число видов нелинейного взаимодействия акустич. волн, разрешённых условиями фазового синхронизма. Возможность того или иного вида взаимодействия, а также его эффективность зависят от ориентации волновых нормалей взаимодействующих волн от- [c.510]

Под влиянием М. в. возникает Д -эффект (см. Магнитострикция) и происходит из.менение скорости звука под воздействием маги, поля, достигающее 50% и более в веществах с большим коэф. магнитоупругой связи. Высокая чувствительность упругих модулей к воздействию магн. поля в таких материалах является основой параметрпч. магннтоупругих явлений (пара-метрич. возбуждение магнитоупругих волн, преобразование спектра бегущих ыагнитоупругих волн, генерация гармоник, управляемая фокусировка звука неоднородным магн. полем и т. д.). М, в. ответственно за акустич. эффекты Фарадея и двойного лучепреломления, а также эфф. ангармонизм упругой подсистемы (В, И. Ожогин, В. Л. Преображенский, 1977) [4 . [c.18]

Шумы большой интенсивности. Распространение шумов большой интенсивности отличается от поведения слабого шума. В процессе распространения спектр шума меняется спектр, плотность его в области высоких частот растёт в результате генерации гармоник энергонесущих спектр, компонент, расширяется и НЧ-часть спектра из-за появления комбинац. ионов при условии, что максимум спектр, плотности шума в нач. момент соответствовал частоте, отличной от нулевой. На расстояниях // са/гк и )Чг (где X — длина волны энергонесущей компоненты, — среднеквадратичная коле-бат. скорость) в шумовом сигнале возникают разрывы и затухание шума растёт. На этой стадии в ВЧ-обла-сти спектра спектр, плотность шума спадает по универсальному закону не зависящему от вида нач. спектра. Генерация интенсивных шумов часто также бывает связана с нелинейными взаимодействиями гид-родинамич. возмущений. Напр., шумы самолётных и ракетных двигателей в значит, степени обусловлены генерацией шума, турбулентностью в результате вихревых взаимодействий (см. Аэроакустика). [c.292]

В опытах Франкена генерация гармоник была очень слабым эффектом, кпд удвоения (относит, мощность гармоники) й 10 . Однако уже к нач. 1963 кид оптич. удвоителей достигали 20—30%. Решающую роль в этом сыграли реализация условий фазового синхронизма, согласование фазовых скоростей волн нелинейной поляризации и гармоники, осуществляющееся при 2к /с2 и приводящее к синфазному сложению полей гармоники, генерирующихся в разл. участках нелинейной среды. Т. о., даже в условиях, когда локальный нелинейный эффект мал (х 1, нл лин)> [c.293]

Нелинейной поляризацией объясняют возникновение таких эффектов, как генерация гармоник, смешение частот, самовоздействие и кроссвзаимодействие эл.-магн. волн, вынужденное рассеяние света, нелинейное поглощение, эл.-оптич. и ыагн.-оптич. эффекты и т. д. (подробнее см. Нелинейные восприимчивости и Нелинейная оптика ) к, Н. Црабович, [c.306]

НЕЛИНЕЙНАЯ СРЕДА среда, отклик к-рой на действие внеш. возмущения нелинейно зависит от амплитуды возмущения. В Н. с. не выполняется суперпозиции принцип отклик на сумму возмущений не равен сумме откликов на отд. возмущения. Свойства Н. с. под действием мощного излучения (акустич., эл.-магн.) меняются и зависят от амплитуды воздействия, поэтому и распространение волн в Н. с, определяется их амплитудой. В результате возбуждаются волны, отличающиеся от падающих частотами, направлением распространения и состоянием поляризации. Это приводит к таким эффектам, как генерация гармоник, сложение и вычитание частот, самовоздействие и кроссвзаимодействие, нелинейное отражение и т. д. Практически все среды при больших амплитудах падающих волн проявляют нелинейные свойства. В нелинейной оптике Н. с. широко используются для преобразования частоты и волновых фронтов световых волн. Подробнее см. Волны, Нелинейная акустика, Нелинейная оптика, Нелинейные явления в плазме. к. Н. Драбовш. [c.309]

Оптические часы. О. с. ч., снабжённый системой деления его частоты в радиодиапазон, представляет собой устройство, позволяющее определять единицу шкалы времени — секунду — по числу периодов высокостабильных оптич. колебаний. Схема онтич. часов включает эталонный высокостабвльный стандарт Не — Ne/ H4, цепочку подобранных и синхронизованных по фазе лазеров ИК-, субмиллиметрового диапазонов и генераторов СВЧ-диапазона, обеспечивающих деление оптич. частоты в радиодиапазон е выходом на стандартные частоты 1 и 5 МГц. Последоват. фазовый захват частоты одного генератора к другому (см. Захватывание частоты) позволяет передавать высокую стабильность частоты О. с. ч. в радиодиапазон без потерь. В качестве быстродействующих нелинейных элементов для преобразования частот лазеров и генерации гармоник высокого порядка применяются точечные диоды типа металл — окисел — металл (МОМ-диод) с постоянной времени 10 с. Пока система деления частоты Не —Не/СН( стандарта является громоздкой. Необходимо её упрощение, чтобы О. с. ч. стали конкурентноспособными со стандартами радиодиапазона. [c.452]

Перейдем теперь к обсуждению процесса параметрической генерации. Начнем с замечания, что идеи, высказывавшиеся ранее в связи с ГВГ, нетрудно распространить на случай двух падающих волн с частотами i и 2, суммирующихся в волну с частотой з = 1+ 2 (генерация суммарной частоты). Генерацию гармоник можно в действительности представить как предельный случай генерации суммарной частоты с i = 2 = и з = = 2 . Физическая картина опять очень похожа на случай ГВГ благодаря наличию нелинейного соотношения (8.41) между рнелин полным полем Е [Е=Еи,Л , t)- -E , z, /)] между волной с 1 и волной с 2 возникнут биения, что приведет к образованию компоненты поляризации с частотой з = , - - 2. Это затем приведет к излучению электромагнитной волны с частотой 3. Таким образом, в случае генерации суммарной частоты можно написать следующее равенство [c.501]

Когда две и более оптические волны вместе распространяются по световоду, из-за нелинейности световода они могут взаимодействовать друг с другом. Вообще, в результате этого за счет таких эффектов, как вынужденное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Мандельштама Бриллюэна, генерация гармоник, четырехволновое смешение, при определенных условиях могут возникать новые волны все эти процессы рассматриваются в гл. 8-10. В то же время нелинейность световода вызывает взаимодействие между распространяющимися волнами за счет эффекта, называемого фазовой кросс-модуляцией (ФКМ). ФКМ всегда сопровождается фазовой самомодуляцией (ФСМ) и возникает из-за того, что эффективный показатель преломления какой-либо волны зависит не только от интенсивности самой этой волны, но и от интенсивности других волн, распространяющихся с ней совместно [1, 2]. [c.172]

Рассмотрим влияние доменной структуры сегнето-электриков на ГВГ в случае, когда световые лучи распространяются нормально к обоим направлениям спонтанной поляризации, т. е. сегнетоэлектрик разбит на 180°-пые домены. Па 180°-ной доменной стенке изменяется фаза силовой волны на я, которая затем вызывает измепепие амплитуды свободной волны на величину, равную, но противоположную по направлению силовой волне. Если доменные стенки имеют протяженность 4, получим усиление второй гармоники, эквивалентное изменению эффективной длины генерации гармоники от 1с до длины кристалла I, т. е. эквивалентное выполнению условия фазового согласования. [c.367]

Эффективносгь генерации гармоники зависит от фазовых соотношений между основной волной н гармоникой внутри среды кристалла. Взаимодействие двух волн с различными частотами максимально, а следовательно, максирлальна и перекачка энергии от основной волны к гармонике, если их фазовые скорости равны, т. е. выполняется условие фазового синхронизма. [c.172]

С успехом применимые также к ультракоротким импульсам. Прежде чем переходить к описанию конкретных методов преобразования, таких, как генерация гармоник, получение волн с суммарной и разностной частотами, а также комбинационное рассеяние и параметрическая генерация, разъясним кратко основной принцип нелинейнооптического преобразования частот. [c.273]

Если взаимодействие может считаться безынерционным (без наличия памяти), как это, например, имеет место при генерации гармоник или параметрической генерации вдали от атомных резонансов, то амплитуда генерируемого в момент времени Т1 импульса зависит исключительно от амплитуды импульса накачки в тот же момент времени (см. разд. 8.1). Поэтому преобразование будет эффективным лишь в те промежутки времени, в течение которых произведение амплитуд импульсов в выражении для нелинейной поляризации велико. Если при таком взаимодействии можно пренебречь частотно-ограничивающими эффектами, как это, например, имеет место при генерации гармоник в KDP в видимой области спектра (см. табл. 8.1), то интенсивность п-й гармоники /и(О при малых коэффициентах преобразования меняется во времени так же, как (/i( ))". Это значит, что фронты импульсов подавляются и импульс укорачивается (рис. 8.9, б). Если нельзя пренебречь ослаблением основной волны, то излучение накачки при нелинейном преобразовании частот особенно сильно снижается вблизи максимума импульса. Это ведет к уплощению импульса и в конце концов к образованию в его середине провала (рис. 8.9, а). Одновременно стабилизируется интенсивность импульсов. Импульсы основной частоты при внутрирезо- [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...