Генерация суммарной частоты

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 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]

Это соотношение записано в своей общей форме, причем k является вектором. Соотношение (8.576), которое выражает условие фазового синхронизма в случае генерации суммарной частоты, можно рассматривать как прямое обобщение этого условия для ГВГ [ср. с соотношением (8.516)]. [c.501]

Параметрические процессы обусловлены нелинейны.м откликом электронов среды в электромагнитном поле. Зависимость наведенной поляризации среды от величины приложенного поля содержит как линейные, так и нелинейные члены, величина которых зависит от нелинейных восприимчивостей [1-4] (см. выражение (1.3.1)). Возможны параметрические процессы различных порядков, причем порядок процесса совпадает с порядком восприимчивости, ответственной за него. Восприимчивость второго порядка в изотропной среде равна нулю (в дипольном приближении) [2 4]. По этой причине параметрические процессы второго порядка, такие, как генерация второй гармоники или генерация суммарных частот, в световодах из плавленого кварца не должны иметь место. В действительности эти процессы все же наблюдаются благодаря квадрупольному или маг-нитно-дипольному эффектам, но их эффективность довольно низ- [c.281]

Генерация суммарных частот [c.127]

Сложение частот сверхкоротких импульсов. Процесс генерации суммарной частоты при малой эффективности преобразования описывается уравнением вида (3.3.5) [c.127]

Фиг. 38. Трехуровневая схема для вычисления восприимчивостей при генерации суммарной частоты.

Используемые на практике устройства для получения излучения на частоте третьей гармонике используют каскадные процессы. Обычно они состоят из двух нелинейных кристаллов, обладающих квадратичной нелинейностью, установленных один за другим. В первом кристалле выполнено условие синхронизма для процесса ГВГ со + со = 2со, во втором — для процесса генерации суммарной частоты со + 2со = Зсо (используются не-преобразованное в первом кристалле излучение на основной частоте и полученное в первом кристалле излучение второй гармоники). [c.211]

Генерация суммарной частоты npi отраж ши. Квадратичная нелинейная поляризация среды может приводить не только к генерации второй гармоники. В общем случае при наличии двух волн накачки с различными частотами oi и 0 2 в среде возникает нелинейная поляризация на частотах ji 0 2, приводящая к генерации нелинейно-оптического отклика на соответствующих частотах. Это обстоятельство также можно использовать для лазерной диагностики вещества. [c.233]

Еще большие возможности для спектроскопии молекул имеет процесс генерации суммарной частоты. Используя перестраиваемый источник ИК диапазона, с помощью ГСЧ можно получать колебательные спектры адсорбированных на поверхности молекул, что позволяет их идентифицировать. Обладая достаточно высокой чувствительностью при использовании для возбуждения пикосекундных лазеров, метод ГСЧ может стать одним из наиболее мощных аналитических методов изучения динамики поверхности и реакций, происходящих на поверхности. Как и процесс ГВГ, процесс ГСЧ позволяет определять среднюю ориентацию оси адсорбированных молекул. [c.235]

В качестве следующего примера рассмотрим процесс генерации суммарной частоты (О1 соз №3. Здесь уже [c.268]

Рис. Х.5. а) Параметрический процесс при шумовой накачке б) генерация суммарной частоты в поле двух квазигармонических случайных волн.

Поскольку величина [ЕЕ /а] есть мера плотности фотонов, то можно также говорить, что фотон с частотой 0)3 расщепляется на два фотона с частотами i и 0)2 или, в случае генерации суммарной частоты, что два фотона с частотами o)i и 0)2 сливаются в один фотон с частотой 0)3. [c.66]

ГВГ представляет собой частный случай более общего процесса генерации суммарной частоты, в котором излучения с двумя различными частотами, складываясь, дают излучение с частотой, равной сумме этих частот. Отличительной чертой ГВГ является тот факт, что оба источника имеют в этом случае одну и ту же частоту и обычно представляют собой один и тот же световой пучок, математически используемый дважды. Естественно считать, что оба они в этом случае имеют одинаковые мощности (или амплитуды), хотя, как мы видели, определенный интерес могут представлять и ситуации, в которых источники можно экспериментально разделить (например, по поляризации). [c.154]

Более общий случай генерации суммарной частоты до последнего времени привлекал значительно меньше внимания исследователей. По-видимому, единственным приложением этого процесса, используемым в аппаратуре, выпускаемой промышленностью, является генерация целого ряда новых спектральных линий путем комбинирования частот лазера, его второй гармоники и излучения параметрического генератора с помощью приставок, подобных тем, которые применяются фирмой Хроматике ) в их источнике типа лазер-удвоитель ча-стоты-параметрический генератор . Путем образования суммарных частот различных комбинаций линий от этого источника указанная система позволяет сплошь перекрыть когерентным перестраиваемым излучением спектральный диапазон от 2500 А до более чем 3 мкм. [c.154]

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]

Преобразование изображения при генерации суммарной частоту. [c.248]

Влияние неоднородностей нелинейного кристалла на преобразование изображения при генерации суммарной частоты. [c.249]

Генерация суммарной частоты 46, 51, 65 [c.256]

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]

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]

РИС. 12.12. Параметрическое повышение частоты, когда взаимодействие сигнальной волны на частоте со, н мощного лазерного пучка на частоте приводит к генерации на суммарной частоте Wj = Wj 4- Wj. [c.584]

Один из важных аспектов генерации на суммарной частоте состоит в совместном смешении частот излучений от различных лазеров для получения излучения с длиной волны около 16 мкм, необходимого в экспериментах по разделению изотопов урана из UF . [c.586]

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]

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]

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]

При попытках применить этот метод к молекулярным кристаллам [147] было обнаружено, что частоты продольных и поперечных фононов практически совпадают (незначительные различия наблюдались лишь для трансляционных колебаний). Это объясняется тем, что как генерация суммарных частот, так и линейный злектрооптический эффект в молекулярных кристаллах связаны в основном с движением электронов (см. гл. 4). По-видямому, это сильно ограничивает возможности применения описанного метода для определения Хцк о ) и Хцк (<> > 0) молекулярных [c.90]

Мы уже упоминали выше о зондировании разупорядочения полупроводниковых кристаллов при ионной HNmnaHiannn с помощью ГВГ в случае нецентросимметричного исходного кристалла, например GaAs, разупоря-Дочение проявляется в падении интенсивности сигнала ВГ с ростом дозы имплантации. Ясно, что этот процесс можно регистрировать в общем случае и с помощью генерации суммарной частоты (ГСЧ) при отражении со = U1 + С02, причем ji =5 С02. Если линейный коэффициент поглощения среды обладает дисперсией, то, меняя длину волны регистрируемого нелинейно-оптического отклика, мы одновременно будем менять и глубину приповерхностного слоя, в котором этот отклик формируется. Например, если [c.233]

В общем случае от границы будут распространяться волны со всеми суммарными и разностными частотами т,со1 тгсог, где т,, — целые числа. Мы подробно рассмотрим случай генерации суммарной частоты соз = = С01 4- С02. Это рассмотрение нетрудно распространить и на случаи генерации разностной и других комбинационных частот, а также на случай падения на границу трех или более волн. [c.342]

Если мы теперь рассмотрим взаимодействие трех полей ((й + сйт), Е (о ) и Е (От), ТО замбтим, что для каждой пары индексов пят существуют три различных процесса, а именно а) генерация волны (со +сот) волнами Е((Оп) и (сот) б) генерация волны (м ) волнами (соп + сот) и Е (От) и в) генерация волны Е (От) волнами (сО - -(йт) и Е (Оп). Если бы мы подставили всевозможные такие комбинации в выражение (2.17), то мы получили бы множество частотных компонент нелинейной поляризации. Чтобы ограничить число уравнений, мы запишем здесь только те компоненты нелинейной поляризации, которые участвуют в процессе генерации суммарной частоты 001+002=003. Эти компоненты имеют вид [c.51]

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]

Преобразование частоты вверх, рассматриваемое в этой главе, является другим частным случаем генерации суммарной частоты. Отличительной чертой этого случая является специфическая постановка граничных условий при решениг связанных уравнений (2.39). Частота юз генерируется путем сложения частот двух источников с частотами (Oi и (Ог. Мы будем предполагать здесь, что мощность излучения с частотой со2 зна- [c.154]

Отметим два интересных свойства этих соотношений. Они показывают, что рождение одного фотона суммарной частоты соз сопровождается уничтожением одного инфракрасного фотона ( oi) и одного фотона с частотой накачки (сог). Поэтому напрашивается вывод, что генерация суммарной частоты, или кванта видимого излучения, невозможна в отсутствие пришедшего извне кванта инфракрасного излучения, т. е. не может быть спонтанной эмиссии в процессе преобразования частоты вверх. Люиселл [103] с помощью детального квантовомеханического анализа показал, что это утверждение справедливо. По контрасту с этим в параметрическом усилителе спонтанное излучение играет очень важную роль. Мы вернемся к обоим этим вопросам позднее. [c.158]

В работах [25—27] теоретически исследовались шумы приемника и статистика фотоотсчетов преобразованного излучения. Проведенный анализ показал, что для среднего и дальнего ИК-диапазона при генерации суммарной частоты существенны теп- довуе шумы, связанные с поглощением кристалла и ( )онрм [26], [c.247]

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]

Здесь в отличие от (4) спектр на суммарной частоте не промодулирован. Из (5) нетрудно найти ширину спектра в существенно нестационарном режиме генерации. Приведем ее оценку для каскадной генерации необыкновенной волны пятой гармоники в кристалле кальцита обыкновенными смешиваемыми волнами основного излучения и третьей гармоники [19]. Для длин волн Ai=l,06 и 2=0,353 мкм параметр Аыеа/АЫа, i=3,3 И отношение ширин спектра генерируемого импульса в нестационарном и квазистатическом режимах равно 0,08. Другими словами, импульс на пятой гармонике оказывается длиннее исходного в 12 раз. Отметим, что теория нестационарного смешения частот развита в [19—21]. [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...