Параметрическая генерация света

Явления, связанные с обратимыми изменениями физических свойств среды под действием проходящего сквозь среду интенсивного света, называют нелинейно-оптическими. Выше мы говорили об изменении под действием света такой характеристики среды, как ее диэлектрическая восприимчивость. С этим связаны, в частности, явления генерации оптических гармоник, параметрического рассеяния света, параметрической генерации света — явления, прекрасно демонстрирующие нарушение принципа суперпозиции световых волн в среде (позднее мы поговорим о них подробнее). Нелинейно-оптические явления могут быть обусловлены изменением под действием света не только восприимчивости, но и других физических характеристик, например степени прозрачности (коэффициента поглощения) вещества. [c.213]

Пример когерентного трехфотонного процесса (параметрическая генерация света) [c.280]

Общие замечания. Параметрическая генерация света (как и параметрическое рассеяние света) в первом порядке описывается когерентными трехфотонными процессами при рассмотрении этих процессов следует использовать оператор взаимодействия hi в третьем приближении метода возмущений. Предположим, что рассматривается процесс, [c.280]

В соответствии с (10.2.17) и (10.4.11) представим дифференциальную вероятность параметрической генерации света в виде [c.281]

Вероятность параметрической генерации света. Будем полагать, что имеются два потока фотонов — в состоянии 1=1 (излучение накачки) и в состоянии =2 (излучение сигнала), причем Фотоны же в состоянии =3 первоначально отсутствуют (Л/ а=0). В этом случае вероятность [c.283]

Таким образом, исследование преобразования частотных характеристик накачки в процессе параметрической генерации света привело к созданию нового метода управления скоростью частотной модуляции сверхкоротких световых импульсов. [c.195]

Это соотношение можно рассматривать как закон сохранения импульса фотонов. Параметрическая генерация света является аналогом параметрического усиления или параметрической генерации высокочастотных электромагнитных колебаний. В последнем случае термин параметрический процесс вводится по той причине, что речь идет о периодическом изменении одного из параметров колебательного контура, чаще всего его емкости. В результате такого воздействия имеет место усиление или генерация колебаний на определенных частотах. При оптическом параметрическом усилении или оптической параметрической генерации колебательный контур заменяется нелинейным оптическим кристаллом. Под воздействием интенсивной волны накачки диэлектрическая проницаемость среды меняется с частотой этой волны, что соответствует периодическому изменению емкости упомянутого выше колебательного контура. Параметрическое взаимодействие в оптическом диапазоне также представляет важные возможности практического применения. [c.287]

Параметрическая генерация света [c.736]

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ СВЕТА 737 [c.737]

Палочки 136 Парадокс близнецов 651 Параметрическая генерация света 736 Параметрическое усиление света 736 Перспектива 96 [c.748]

Тонкие диэлектрические пленки используются не только как пассивные элементы, предназначенные для передачи световых сигналов. Они применяются также как активные элементы (так называемые пленочные лазеры)-, кроме того, они используются для осуществления нелинейных взаимодействий световых волн — генерации оптических гармоник, параметрической генерации света, вынужденного комбинационного рассеяния света. В [73] отмечается, в частности, что использование тонкопленочных диэлектрических волноводов открывает путь к созданию миниатюрных лазерных устройств, оптических модуляторов, фильтров, параметрических генераторов и других элементов для систем связи с большой информационной емкостью, быстродействующих вычислительных устройств и для систем оптической обработки информации... Такая перспектива послужила основой для возникновения на стыке микроволновой техники и оптики новой области исследований — интегральной оптики . [c.245]

Теория формы импульса нестационарной параметрической генерации света. [c.255]

При условии Г а наступает параметрическая генерация света амплитуды усиливаемых волн растут экспоненциально во времени. Частоту параметрического генератора света можно плавно перестраивать, как и в случае параметрического усиления бегущих световых волн (3.22). [c.176]

С появлением лазера произошло второе (по сути дела, фактическое) рождение нелинейной оптики. Идеи Вавилова были развиты и воплощены в жизнь его учениками и последователями. Большой вклад в развитие нелинейной оптики внесли советские физики Р. В. Хохлов и С. А. Ахманов. Они установили в 1962 г. условия, при которых различные нелинейно-оптические явления (в частности, удвоение частоты света) должны протекать достаточно эффективно, выдвинули и обосновали идею параметрической генерации [c.217]

В том же году запущен параметрический генератор света, в к-ром взаимодействие волн на квадратичной нелинейности используется для генерации когерентного излучения, плавно перестраиваемого по частоте в широком диапазоне. [c.293]

Солитонные компрессоры можно использовать для получения очень больших коэффициентов сжатия. В эксперименте [35] был продемонстрирован коэффициент сжатия 110, когда 30-пикосекунд-ные импульсы от параметрического генератора света (длина волны генерации около 1,6 мкм) были сжаты до 275 фс при распространении через световод длиной 250 м. Длина световода была близка к оптимальной, если предположить Л 28 (соответствует пиковой мощности 0,6 кВт) и учесть, что 20 км для 30-пикосекундных начальных импульсов. Наблюдаемое сжатие также находится в близком согласии с (6.4.2). [c.168]

Вторая группа экспериментов [45] относится к преобразованию частотной модуляции импульсов в параметрических генераторах света с синхронной накачкой. Основным их итогом явилась разработка нового метода управления скоростью частотной модуляции. Экспериментально показано, что скорость изменения частоты импульсов параметрической генерации или может существенно превышать скорость изменения частоты импульсов накачки причем коэффициент преобразования величин и определяется только дисперсионными характеристиками кристалла (см. также 3.3). [c.194]

АИГ Nd-лазеры в непрерывном и импульсном режимах часто служат источниками света для генерации высших гармоник, а также для параметрической генерации (см. гл. 8). [c.77]

В эксперименте [47] сверхзвуковая струя создавалась при истечении азота из резервуара высокого давления ( ро =28 атм) в кювету с остаточным давлением 2 мм рт.ст. через цилиндрический канал диаметром D = = 100 мкм. Сечение струи и геометрия возбуждения и зондирования молекулярных колебаний показаны на рис. 4.40. Временная диаграмма нестационарной спектроскопии КАРС в этом эксперименте соответствует рис. 4.19. Для возбуждения использовались одиночные пикосекундные импульсы лазера на Nd YAG (Xi = 1,06 мкм, Тр = 40 пс) и параметрического генератора света ( 2 = мкм, Тр = 20 пс, ширина линии генерации Асо = 30 см ). Зондирование когерентных колебаний осуществлялось импульсами второй гармоники (X = 0,53 мкм, = 30 пс). Для повышения [c.289]

Существенно, что ширина линии люминесценции у красителей необычайно велика — она имеет порядок 0,1 мкм (см. кривую 2 на рис. 1.19, б). Ширина же генерируемой линии может быть порядка всего лишь 10 мкм и даже меньше. Положение генерируемой лазером длины волны в пределах ширины линии люминесценции можно плавно варьировать, т. е. можно осуществлять в пределах примерно до 0,1 мкм плавную перестройку длины волны генерации. Лазеры на красителях успешно конкурируют с параметрическими генераторами света в видимой и ближней инфракрасной областях спектра ). [c.35]

По мере развития лазерной техники все большее значение приобретают исследования динамики процессов, определяющих физическую картину работы лазера в различных режимах. Это связано прежде всего с необходимостью создания лазеров с заданными значениями параметров излучения — энергии в импульсе, длительности импульса, средней и пиковой мощности, частоты следования импульсов и т. п. Большое практическое значение имеет задача создания лазеров с экстремальными характеристиками, в частности задача создания сверхмощных лазеров. Весьма важно обеспечение устойчивости и стабильности различных режимов генерации, хорошей воспроизводимости параметров излучения от импульса к импульсу. Исследования динамики процессов в лазерах являются основой для решения практически важной проблемы управления параметрами лазерного излучения. Заметим также, что эти исследования органически связаны с изучением реальной пространственно-временной структуры излучения, генерируемого лазерами, что крайне важно для интерпретации нелинейно-оптических явлений, включая явления, на основе которых работают параметрические генераторы света, генераторы оптических гармоник, комбинационные лазеры. [c.265]

Процесс на рис. 9.7, б параметрическое рассеяние света — преобразование излучения с частотой со в излучение с частотами oi и соа=(о—соь при определенных условиях этот процесс превращается в процесс параметрической генерации света (см. 9.4) переходы в поле излучения — уничтожается фотон с энергией Аш, рождаются два фотона с энергиями A oi и Й(й2. Согласно условию сохранения энергии, [c.226]

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]

В настоящее время использование процессов генерации второй гармоники, суммовых и разностных частот, т. е. процессов 3, 4, 6 (см. табл. 7.19) параметрической генерации света, позволило (особенно в связи с появлением задающих лазеров на красителях, перекрывающих основную часть видимого и ближнего ИК-Диапа-зонов) обеспечить генерацию когерентного излучения с перестройкой длины волны в интервале от границы воздушного УФ 190 нм до 25 мкм в ИК-днапазоне. При этом в отдельных случаях, правда с малыми квантовыми выходами, получено вакуумное УФ-из- [c.241]

Параметрическая генерация света является одним из частных случаев плавного нелинейно-оптического преобразования спектра вынужденного излучения путем его вторичной генерации в резонаторе, содержащем соответствующую нелинейную среду [115—119]. К числу наиболее распространенных систем такого типа относятся комбинационные лазеры. Они генерируют излучение с частотами Vr = Vн + йvкoл, где v — частота излучения накачки Укол — частоты собственных колебаний среды, на которых происходит комбинационное рассеяние света k — целое число. [c.246]

К изложенному надо еще добавить, что следует понимать под в в уравнениях (123.4), когда среда обладает дисперсией. Ответ заключается в следующем. Если взять какое-лцбо приближение, то в правой части уравнений (123.4) появятся слагаемые не только с исходной частотой со, но и с частотами 2со, 3 ,. .. Могут появиться и другие частоты, как, например, при параметрической генерации света (см. 126). Надо Е я Н искать в виде суммы монохроматических полей с теми же частотами. Уравнение (123.4) следует написать для каждой частоты в отдельности, сохранив в правой части только члены той же частоты и понимая под е значение функции 8 также при той же частоте. Именно такой символический смысл. имеет система уравнений (123.4). [c.728]

О возможности четырехфотонной параметрической генерации света в газах. [c.237]

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]

В описанных выше параметрических явлениях люминесценции, усиления и генерации света принимали участие фотоны трех частот (О,, г, 3. Известны и более сложные многофотонные параметрические процессы (четырех-, пяти-, шестифотонные и т. д.). [c.853]

Рассмотрим применение М.— Р. с. для наиб, часто встречающегося трёхчастотного взаимодействия (см. Взаимодействие световых волн, Взаимодействие волн в плазме. Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний, Параметрический генератор света. Параметрическое рассеяние). Если, напр., выполняется соотношение Юн — Юс = Юр (Юр — разностная частота), то в соответствии с (1), (2) [c.223]

Различают резонансные н нереаонансные П. к. с. В резонансных — нараметры меняются периодически, с периодом, находящимся в определённом целочисленном соотношении с периодом собств. колебаний или волн в системе. Это может приводить к эффектам раскачки поля из-за накапливающейся передачи энергии систе.ме в такт с её колебаниями (см. Параметрический резонанс). Это явление используется для усиления и генерации колебаний и волн (см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний, Параметрический генератор света). [c.537]

На рис. 7.3 проведена классификация оптических явлений в диэлектриках, обусловленных самовоздействием интенсивных когерентных потоков света. В соответствии с соображениями, изложенными ранее, детальнее рассматриваются фактически используемые эффекты, обусловленные квадратичной нелинейностью, такие, как генерация второй гармоники, суммовых и разностных частот, включая визуализацию УФ- и ИК-излучений, и параметрическая генерация. Ввиду ограниченности объема предельно кратко излагаются данные о начинающих входить в инженерную практику эффектах, вызываемых кубичной нелинейностью, а также фоторефракцией. Вопросы лучевой прочности и лучевого пробоя не рассматриваются как существенно отличающиеся по характеру. [c.196]

В области экспериментальной нелинейной оптики наиболее интересные исследования за время, прошедшее после написания книги Бломбергена, выполнены в области параметрического усиления и генерации света и вынужденного рассеяния. Особый интерес здесь представляют работы, имеющие целью создание плавно перестраиваемых параметрических генераторов непрерывного действия, использующих в качестве генераторов накачки газовые лазеры [51]. Широкий круг исследований по вынужденному комбинационному рассеяниювыполненных в разных странах, показал, что, хотя многие важные черты наблюдаемых здесь явлений согласуются с теорией типа теории, развитой в гл. 4 настоящей книги, имеются и явления, не укладывающиеся в эту теоретическую схему. К последним относятся существенные отличия в диаграмме направленности антистоксового излучения (иногда оно становится диффузным), аномально большие коэффициенты усиления стоксовых компонент, в несколько раз превосходящие теоретические, резкое уширение линий и т. п. Эти явления обсуждались на состоявшихся летом 1965 г. конференциях по [c.26]

Выведенные ранее формулы остаются справедливыми следует произвести лишь подстановки соответствующих физических величин. В кристаллах и жидкостях при комнатной температуре поглощение акустических волн оказывается много большим, чем поглощение световой волны в прозрачной среде. Типичное значение коэффициента поглощения для гиперзвуковой волны Ог при температуре 300° К на частоте 10 гц составляет 400 сж величина аг возрастает как квадрат частоты. Поглощение же света характеризуется коэффициентом а < 0,1 СЛ1 . Следовательно, можно ожидать усиления рассеянной световой волны с частотой соз- Рассеяние Мандельштама — Бриллюэна во многом похоже на комбинационное рассеяние света. Действительно, в элементарном акте рассеяния квант частоты лазера (оь поглощается, световой квант частоты со = соь — соак излучается, а акустический фонон Йсоак = из-за сильного затухания звука в среде поглощается. Легко видеть, что если величина аг постепенно уменьшается до значения, сравнимого с величиной аз, характер процесса рассеяния изменяется. При больших аг это процесс типа комбинационного рассеяния, где усиливается в основном рассеянная световая волна, а при малых а — процесс параметрической генерации одновременно обеих волн — акустической и световой. Экспериментально последний режим можно реализовать путем охлаждения кристалла до температуры жидкого гелия, при которой величины аг и аз оказываются сравнимыми. [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...