Генерация разностной частоты

Генерация разностных частот и инфракрасное черепковское излучение фемтосекундных импульсов в нелинейное среде [c.129]

Альтернативный подход к стробированию импульсов СО2 лазера развит в [88]. Он основан на двойной генерации разностной частоты по схеме — ю,б= 1,и> ьоб—Wi,i8 = io,6- В первом каскаде из затравочного излучения непрерывного СО2 лазера (мощность 1 Вт) [c.278]

Метод двухкаскадной генерации разностной частоты позволяет достаточно просто и с высокой эффективностью формировать сверхкороткие ИК импульсы. Изменяя интенсивности взаимодействующих в первом каскаде волн и длину нелинейных кристаллов, можно управлять длительностью импульсов. Предельные возможности схемы, с точки зрения достижения минимальной длительности, определяются полосой пропускания параметрического преобразователя. Так при длине кристалла L=22 мм можно преобразовывать импульсы с длительностью, превышающей 4 пс. Уменьшение длины кристалла приводит к уширению полосы преобразования, но снижает его эффективность. [c.278]

Вырожденная генерация разностной частоты [c.238]

Этот метод синхронизации основан на существовании двух одновременно протекающих в резонаторе процессов удвоении частоты основной гармоники и генерации разностной частоты (частоты, являющейся разностью частот второй и основной гармоник). В данном случае имеем [c.404]

Формула (1.21) описывает начальный этап известного эффекта насыщения, а (1.22) — генерацию разностной частоты. При замене со2 на —сог получается аналогичное выражение для суммарной частоты. [c.43]

Рассмотри. теперь подробнее процесс генерации разностной частоты при взаимодействии двух гармонических волн в диссипативной среде пусть [c.90]

Угловое распределение выходного излучения при генерации разностных частот [c.69]

Угловая расходимость излучения при генерации разностной частоты в далекой инфракрасной области спектра может существенно превышать угол сходимости входных пучков, и это свойство было использовано для пространственного разделения входного и выходного излучений [174]. [c.72]

Иначе говоря, если в этом случае возможно синхронное взаимодействие в плоскости X — Z (ф = 0), то оно определяется лишь коэффициентом d 5. Это свойство можно использовать для определения знака коэффициентов d 5 и 22- Например, при генерации второй гармоники в кристалле ниобата лития, вырезанном так, что sin Зф < О, мощность выходного излучения меньше, чем при таком же взаимодействии в аналогичном кристалле, но вырезанном так, что sin Зф = 0. Из этого результата можно сделать вывод, что коэффициенты d и 22 в ниобате лития имеют противоположные знаки [17]. Аналогичным способом с помощью генерации разностной частоты в далекой инфракрасной области спектра было показано, что для кристалла кварца (класс 32) коэффициент 14 не равен нулю [174], как и должно быть, поскольку для таких взаимодействий условие Клейнмана не выполняется. [c.87]

Показатели преломления прустита, пираргирита и киновари практически не зависят от температуры, и, следовательно, д,ля получения синхронных взаимодействий следует использовать угловую перестройку. Кроме того, поскольку эти кристаллы обладают большим двулучепреломлением, направление синхронизма обычно составляет небольшой угол с осью с и, следовательно, существенную роль при использовании этих кристаллов будут играть апертурные эффекты. Так, например, в эксперименте по преобразованию излучения с длиной волны 10,6 мкм в видимую область путем смешения его с излучением гелий-неонового лазера (6328 А) и генерации разностной частоты максимальная длина эффективного взаимодействия составляет, по оценке Бойда [29], величину порядка 0,06 см для кристалла Н 5 при этом предполагается, что все взаимодействующие пучки пространственно одномодовые. Несмотря на это, такие взаимодействия представляют определенный интерес, учитывая что в некоторых практических ситуациях эти апертурные эффекты могут быть менее существенными. Мы обсудим такие случаи в гл. 6. [c.128]

Представляет интерес сравнить это решение с формулами, описывающими поля в параметрическом преобразователе частоты вверх [формулы (6.1) и (6.2)] там поля зависели от координаты как синус и косинус. Легко видеть, что математически различие между этими решениями определяется тем, что здесь мы использовали первое и второе уравнения из системы (2.39), в каждом из которых в правой части имеется комплексно сопряженная амплитуда, в то время как в случае преобразователя частоты вверх мы воспользовались первым и третьим уравнениями, причем в третьем нет комплексно сопряженных амплитуд. Физическая причина, безусловно, состоит в том, что процесс генерации разностных частот идет с экспоненциальным усилением, тогда как нарастание сигнала при генерации суммарной частоты происходит медленнее. [c.191]

Антимонид индия, генерация разностной частоты 90 [c.256]

С нелинейной поляризацией связаны процессы генерации разностной частоты О. и параметрического усиления волны СО2 (рис. 18.7, в). [c.283]

Генерация излучения на суммарных или разностных частотах будет осуществляться, естественно, при выполнении условия волнового синхронизма. Например, для волны с суммарной частотой "= 1- - 2 и волновым числом к" условием волнового синхронизма будет соотношение г 1= 1/ 1 = 7 "= ( 1- - 2)//г". Отсюда /г" = = %1 (1-1-Й2/ ]). Если 2<С 1, то произойдет преобразование низкочастотного излучения 2 в высокочастотное " = 1-Ь 2. Если 1 2, будет генерироваться вторая гармоника 2 ь [c.307]

Осуществление принципа гетеродинирования частот излучения в трехзеркальном интерферометре может обеспечить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность других интерферометров. В работе [18] описан интерферометр, в котором используется двухчастотный лазер с длиной активного резонатора 80 см и пассивного резонатора 10 см. Такое соотношение длин активного и пассивного резонаторов обеспечивает совпадение только двух их резонансных частот. Вблизи совпадения резонансов активного и пассивного резонаторов одна из частот генерации возмущается, а другая остается невозмущенной. Информация об изменении длины пассивного резонатора заключается при этом в разностной частоте генерируемых колебаний, скорость изменения которой при изменении длины пассивного резонатора может составлять величину 5 кГц/А. Оцениваемая чувствительность такого измерителя в случае использования синхронного детектирования составляет 10 А. Однако описанные трехзеркальные интерферометры достаточного применения для измерения длин и перемещений в настоящее время не нашли они еще не могут конкурировать с хорошо отработанными лазерными интерферометрами Майкельсона. Широкому их использо- [c.236]

Отсюда следуют важные выводы. В случае генерации суммарной частоты ю (Р1,о < 0) мощности на частотах Юс и Юр уменьшаются, а усиливается волна суммарной частоты кванты с частотой Юс и Юр, сливаясь, образуют квант частоты Юц. Однако при возбуждении разностной частоты Юр мощность частоты накачки ю, ( 1,0 > 0), согласно (3), переходит к частотам Юр и (Ос (Ро 1 Р(-( < 0) квант накачки распадается на [c.223]

Для генерации разностных частот в ИК-области спектра используются кристаллы селенида галлия, тиогаллата серебра, германофосфида цинка и т. п. [c.185]

Если вернуться к методической стороне дела, то большинство задач нелинейного взаимодействия пико- и фемтосекундных импульсов может быть решено на основе метода медленно меняюш,ихся амплитуд. Тем не менее здесь есть и исключения, представляюш,ие принципиальный интерес. При оптическом детектировании, генерации разностных частот возникают электромагнитные импульсы длительностью в один период оптических колебаний. Естественно, что их описание может основываться только на полном волновом уравнении. Заметим также, что в этой ситуации теряет смысл традиционное для нелинейной оптики разделение волновых явлений на самовоздействия и взаимодействия. Действительно, ширина спектра волнового пакета становится сравнимой с несуш,ей частотой и, следовательно, перекрывает интервал между центральными частотами взаимодействуюш,их импульсов. Один из примеров такой ситуации мы рассмотрим в 3.7. [c.112]

Генерация разностных частот как метод получения когерентного ИК излучения условия фазового согласования. Генерация разностных частот в среде с квадратичной нелинейностью — трехчастотный процесс вида [c.129]

Черепковское излучение волны нелинейной поляризации, возбуждаемой дублетом квазимонохроматических волн. Чтобы выявить закономерности генерации разностных частот при различных схемах согласования фазовых скоростей, мы обратимся сначала к наглядной задаче о генерации разностной частоты (РЧ) дублетом монохроматических волн. lly Tb на вход нелинейной среды подается суперпозиция монохроматических полей вида [c.131]

Рассмотренные лазерные системы работают на фиксированной длине волны излучения СО2 лазера, в то время как для спектроскопических приложений необходимы источники, перестраиваемые по частоте. Здесь хорошо зарекомендовали себя схемы генерации разностной частоты [89]. Мощные пикосекундные импульсы лазера на фосфатном стекле (Я = 1,055 мкм, е — поляризация) и излучение параметрического генератора =0.7—1,4 мкм, о — поляризация) смешиваются в кристалле прустита AggAsSg по неколлинеарной схеме. При повороте кристалла на угол 22° реализуется плавная перестройка в диапазоне длин волн 3,7—10,2 мкм. Генерация разностной частоты позволяет достичь сравнительно высокую энергетическую эффективность — до 30 % от энергии сигнальной волны. Дальнейшее продвижение в ИК диапазон до 20 мкм осуществляется генерацией разностной частоты в кристалле dSe. [c.278]

Для того чтобы лучше отразить процессы, определяемые Х,у , Xijki, мы в некоторых случаях будем указьшать все частоты, участвующие в преобразовании [23]. При таких обозначениях первой указьшается частота, полученная в результате нелинейного преобразования, затем - частоты сигналов до взаимодействия. При этом составляющая "X-ijk, ответственная за суммирование частот oi, oj, будет обозначаться как X, ( oi + oj, oi, oj), составляющая, ответственная за генерацию разностной частоты, - ijk oj). Эти обозначения будут применяться ТОЛЬКО В тех [c.11]

Линейный электрооп-тический эффект — эффект Поккельса Генерация разностной частоты [c.238]

Из сравнения выражений (6.15) и (6.19) видно, что отношение имеет порядок 50Си(йш)/и( 2с ) 1. Это объясняется уже упомянутой расфазировкой колебаний пузырьков при удвоении частоты при генерации разностной частоты эта расфазировка отсутствует из-за малости il [c.175]

Из этого соотношения, впервые сформулированного Мэнли и Роу [106], вытекают весьма важные следствия. Отметим, что мы получили это соотношение, не имея в виду какое-либо конкретное взаимодействие, следовательно, оно справедливо как для процесса генерации суммарной частоты, так и для генерации разностной частоты. В случае генерации суммарной частоты (например, при сложении частот излучения двух лазеров со1 и сог) соотношение Мэнли — Роу утверждает, что мощности обеих входных волн будут уменьшаться, вследствие чего будет усиливаться волна суммарной частоты (03 = 0)1 + 0)2. Однако для случая ге [c.65]

Поскольку излучение с частотой 0)2 в процессе генерации разностной частоты усиливается, открывается возможность получения разностной частоты двух сигналов сильного (накачка) с частотой 0)3 и очень слабого с частотой 0)2. Если слабый сигнал частоты 0)2 проходит через нелинейный кристалл несколько раз, то на каждом проходе мощность его будет все более и более возрастать одновременно будет нарастать и сигнал на частоте 0)1. Однако слабый сигнал 0)2 совсем не обязательно должен подаваться на кристалл извне соответствующая спектральная компонента может возникать за счет собственных шумов среды. Большое число проходов такого сигнала по кристаллу можно обеспечить, поместив его в резонатор, образованный двумя зеркалами, отражающими на частоте 0)2. Если при этом величина усиления за один проход излучения по резонатору превышает потери за один проход, такая система самрвозбуждается. Речь идет фактически о принципе действия так называемого параметрического генератора света, детально описанного в гл. 7. [c.66]

В следующей главе мы обсудим способы получения условий согласования фаз Ай = 0 ), хотя бы для одной из этих нелинейных частотных компонент. Однако, поскольку волна, генерируемая такой сфазированной решеткой, имеет частоту, существенно отличающуюся от частот падающих волн (и, следовательно, длину волны, отличную от длин волн падающего излучения), представляет интерес вопрос об угловом спектре такого излучения. Когда частота выходной волны одного порядка с частотами падающих волн, как это бывает при генерации второй гармоники, различие в длинах взаимодействующих волн но очень существенно. Однако в случае генерации разностной частоты, когда длина волны выходного излучения может существенно превышать длины падающих волн, вопрос этот далеко не тривиален. В этом случае пучки входного излучения могут быть сфокусированы в пятно, размеры которого меньше длины волны выходного излучения. Тогда можно ожидать, что угол, внутри которого будет излучаться разностная частота, будет гораздо больше угла сходимости падающих пучков. [c.69]

При генерации разностной частоты в случаях, когда она лежит в низкочастотном крыле инфракрасной полосы поглощения, можно, подбирая температуру, осуществить синхронное взаимодействие даже в кристалле, не обладающем двулучепреломле-нием. Изменение температуры в этом случае приводит к сдвигу полосы поглощения и, следовательно, к изменению показателей преломления для обеих входных волн при этом показатель преломления на разностной частоте меняется относительно слабо. Такое взаимодействие было осуществлено в InSb с использованием входных частот 1040 см и 940 см" при этом генерировалась частота 100 см . Синхронизм наблюдался при температуре -40 °С [175]. [c.90]

Величину температуры 90°-ного синхронизма можно варьировать, изменяя состав кристалла. Этот эффект был обнаружен в кристалле ниобата лития, поскольку оказалось, что различные образцы имеют разную температуру синхронизма для одного и того же взаимодействия. Для генерации разностной частоты эффект перестройки с помощью изменения химического состава был описан Нгуен Ван Траном с соавт. [158]. [c.90]

В гл. 6 мы подчеркивали, что параметрическое преобразование частоты вверх является частным случаем процесса генерации излучения суммарной частоты. Подобно этому, параметрические усилители и генераторы являются частными случаями генераторов разностной частоты. Из соотношений Мэнли — Роу (разд. 2.14) мы знаем, что в процессе генерации разностной частоты фотон наибольшей частоты распадается на два фотона с меньшими частотами энергия, черпаемая из пучка с большей частотой, распределяется между двумя пучками с меньишми частотами. Следовательно, этот процесс можно использовать для усиления волн слабый сигнал заставляют взаимодействовать с мощной волной накачки, имеющей более высокую частоту, тогда обе волны — возникающая в процессе взаимодействия волна разностной частоты (известная под названием холостой волны ) и первоначальный сигнал — усиливаются. Если холостая волна и усиленный сигнал снова проходят, имея нужную фазу, через тот же самый нелинейный кристалл, то обе волчы снова усиливаются. Более того, даже если только одна из волн повторно и в нужной фазе пропускается через кристалл, то в результате снова получается усиление обеих волн. Таким образом, усилитель может быть превращен в генератор путем введения соответствующей обратной связи (т. е. резонатора) либо для обеих волн, либо только для одной из них. Если усиление за один проход превысит потери за тот же проход, самовозбуждение генератора может возникнуть с затравкой из шумов. Если и для сигнальной, и для холостой волн имеются резонаторы, то порог генерации, естественно, ниже, нежели в том случае, когда резонанс существует только для одной из них. Однако по другим соображениям (как показано в разд. 7.5) этот так называемый двухрезонаторный вариант параметрического генератора может быть менее предпочтительным. [c.189]

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]

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]

Процесс генерации волны разностной частоты происходит по-разному, в зависимости от геом. дарамет-ров зоны взаимодействия волн накачки. Для плоского 535 [c.535]

В случае трёхволновых взаимодействий, напр, при генерации суммарной (разностной) частоты o) = (0i i oj, волновой вектор вынуждающей волны где kj—волновой вектор волны с частотой Oj (У=1, 2). Если волновые векторы к, кi и имеют одно направление, реализуется коллинеарный Ф. с. При несовпадающих направлениях волновых векторов условие Ф. с. наз. некол-линеарным. [c.274]

Нелинейный оптический отклик, характеризуемый параметрами djjf, и Xijhn приводит к многочисленным интересным явлениям и применениям. Нелинейность второго порядка Р. = Id-ji EjE, ответственна за генерацию второй гармоники [1] (удвоение частоты), за генерацию суммарной и разностной частот и за параметрическое усиление и генерацию. Член третьего порядка Р = фи- [c.543]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...