Частота суммарная и разностная

Если показатель преломления кристалла модулировать переменным полем с частотой соь то световая волна с частотой Ш2, проходя через кристалл, будет модулироваться по фазе, что приведет к появлению боковых компонент на комбинационных частотах— суммарной и разностной. Таким образом, с помощью модуляции параметров кристалла можно получить излучение на различных частотах. Такие взаимодействия называют параметрическими преобразованиями частоты. [c.306]

Подобным же образом рассматривается задача о генерации звука комбинационных частот — суммарной и разностной (ui (u2, возникающих при коллинеарном распространении гармонических волн конечной амплитуды. Приведем для справок получающиеся формулы, поскольку они часто используются в экспериментальных исследованиях [c.289]

До сих пор, рассматривая электрооптический эффект, мы имели в виду постоянное во времени поле ясно, впрочем, что и переменное поле будет приводить к сходным эффектам. Однако если показатель преломления кристалла модулируется переменным полем с частотой г, то световая волна с частотой 1, проходя через этот кристалл, будет модулироваться по фазе, что приведет к появлению боковых компонент на комбинационных частотах — суммарной и разностной. Таким образом, с помощью модуляции параметров кристалла мы можем получать излучение на различных частотах. Такие взаимодействия часто называют параметрическими преобразованиями частоты. [c.43]

Частота суммарная и разностная 28 [c.548]

В 1972 г. значение скорости света было определено на основе независимых измерений длины волны и частоты света. В качестве источника был выбран, по ряду причин, гелий-неоновый лазер, генерирующий излучение с длиной волны 3,39 мкм. Длина волны этого излучения измерялась с помощью интерферометрического сравнения с эталоном длины, т. е. с длиной волны оранжевого излучения криптона (см. 31). Методами нелинейной оптики (генерации излучения с суммарными и разностными гармониками, см. 236) частоту лазерного излучения удалось сравнить с эталоном времени ). Таким образом было получено значение скорости света [c.426]

Явление генерации кратных, суммарных и разностных гармоник имеет практическое применение. В лазерной технике удвоение частоты излучения или смешение излучений двух лазеров в нелинейной среде позволяет получать мощный поток когерентного света в области спектра, отличной от исходной. Например, удвоение частоты излучения лазеров на красителях, генерирующих в видимой области спектра, позволяет плавно перестраивать частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет собой преобразование инфракрасного излучения в видимое. Так, смешение излучений с Я,1 = 4 мкм и [c.307]

Помимо импульсной электрической модуляции возможна любая другая амплитудная модуляция. Особенно удобна амплитудная синусоидальная модуляция. В этом случае за счет нелинейных свойств среды можно выделить частоту модуляции (акустическое детектирование) по величине этого сигнала можно судить о нелинейных свойствах среды. Близкий к этому метод был попользован в 20]. На кварцевый излучатель от двух генераторов подавались две несколько разные частоты (различие частот было невелико, для того чтобы обе частоты находились в полосе пропускания кварцевого преобразователя). В результате нелинейного взаимодействия волн в спектре сигнала появлялись суммарная и разностная частоты. Последняя была на 1—2 порядка ниже ), чем исходные частоты, и выделялась приемным устройством. [c.153]

Для ТОГО чтобы применить механизм генерации удвоенной частоты к генерации суммарных и разностных частот, необходимо рассмотреть электромагнитные волны, распространяющиеся в произвольном направлении в среде. Вместо волн (56.10) и (56.11) в направлении оси Z возьмем волны,-характеризуемые волновыми векторами к] и кг [c.337]

Генерация суммарных и разностных частот. Если волны, характеризуемые векторами к, и кг, [c.338]

Область взаимодействия звуковых волн является источником волн на комбинационных частотах, в первую очередь суммарной и разностной. Если зта область ограничена в пространстве, то поле комбинационных частот может из нее излучаться. Это видно уже из решения одномерной задачи, рассмотренной выше на больших расстояниях, где первичные волны затухают, поле низкой разностной частоты стремится к ненулевому постоянному значению (конечно, при учете вязкости оно затухает, но гораздо медленнее первичных волн). [c.129]

Аналогично можно рассмотреть и более сложные случаи, когда взаимодействие двух волн разных частот приводит к появлению сигналов на суммарной и разностной частотах. [c.155]

Если ангармонический осциллятор подвержен одновременному действию двух монохроматических полей с частотами ал и сог, то в спектре его вынужденных колебаний помимо основных и кратных частот присутствуют комбинационные (суммарные и разностные) частоты. Этим объясняется эффект взаимодействия волн в нелинейной среде, ведущий к генерации волн на суммарной и разностной частотах. [c.483]

Практический интерес процессов генерации суммарных и разностных частот обусловлен тем, что, смешивая излучение двух лазеров в нелинейной среде, можно получить когерентное излучение в области спектра, отличной от исходной, т. е. расширить спектральный диапазон доступных источников когерентного излучения. Другое важное применение процесса сложения частот связано с возможностью создания чувствительных и малоинерционных детекторов инфракрасного излучения. Если в видимой области ( , 500 нм) фотоумножители позволяют регистрировать потоки порядка ста фотонов в 1 с, то в области 10 мкм для надежной регистрации существующими приемниками необходимы потоки порядка 10 фотонов в 1 с. Поэтому возможность преобразования инфракрасного излучения в видимое даже с относительно невысокой эффективностью представляется чрезвычайно привлекательной. [c.494]

Под действием волн Е и Е2 квадратичная поляризация возбуждается, в частности, на суммарной и разностной частотах м, = ю 1 С02, зависящих от частот обеих волн ьц и мг [c.156]

Получение второй гармоники путем отражения (1963). Получение излучения на суммарных и разностных частотах (1962). [c.28]

Суммарная и разностная частоты в этом случае совпадают. [c.58]

Первый случай означает, что существуют значения (/ь/г), не лежащие на одной из двух биссектрис плоскости (/ь/г). При заданных и /г частота / может принимать два различных значения, а именно 1/1 -[- /2 и /1 —1/2 , что приводит к эффекту смешения света (см. разд. 3.31), т. е. к образованию суммарных и разностных частот. Из сравнения уравнений (1.21-13) и (1.21-15) следует, что x >(f /ь/2) = ( (/и/г), причем в согласии с уравнением (1.21-6) необходимо учитывать условие Ё (—f ) = Ё (/г) [c.60]

Вдоль обеих биссектрис напряженность поля может описываться одним колебанием с частотой Сравнение уравнений (1.21-13) и (1.21-15) показывает, что теперь нужно положить /1-/2) = /2 >с< Ч/ь/2)- При этом следует учесть, что для эффекта удвоения частоты ] = 2/ необходимо произвести замену = и /г = Г для эффекта получения постоянной слагающей поляризации а — 0) следует заменить на / и /г на — Специального рассмотрения требует случай равенства нулю одной из частот, например /г, поскольку тогда суммарная и разностная частоты совпадают. В этом случае /, 0) = 2 х<2)(/, 0). [c.60]

Полученное только на основании соображений симметрии уравнение (1.22-9) показывает, что эффекты второго порядка (например, получение второй гармоники и суммарных и разностных частот) не могут возникать в системах с центром инверсии. Однако, поскольку описание именно этих эффектов является особенно важным, мы не будем рассматривать модели, построенные по типу атома водорода или щелочного металла (обладающего инверсионной симметрией). Вместо таких моделей мы воспользуемся моделью, в которой центр тяжести оптического электрона расположен вне центра сферически симметричной системы (скажем, на оси х). Такое эксцентрическое положение равновесия определяется молекулярными или кристаллическими силами. Далее мы примем, что рассматриваемый оптический электрон в молекулярной или кристаллической системе принадлежит к электронам, образующим связь. Зависимость потенциальной энергии от смещения центра тяжести размазанного облака заряда оптического электрона определяется электростатическими и квантовомеханическими силами, обусловленными всеми взаимодействующими с ним носителями заряда, а также симметрией молекулы или кристаллической решетки предсказание детального хода потенциала для общего случая сделать невозможно, так как при тех или иных конкретных условиях могут иметь место самые разнообразные потенциальные функции. Однако возможно указать общее свойство интересующих нас типичных потенциальных функций по порядку величины квадратичные силы приближаются к линейным силам, если смещение центра тяжести достигает значения межатомного расстояния (Р 10- о м). Для силовых постоянных имеет место соотношение [c.111]

Эта система уравнений будет в дальнейшем решена для случаев генерации суммарных и разностных частот и параметрического усиления в предположении, что коэффициенты преобразования не достигают слишком высоких значений. Как и для генерации второй гармоники, примем, что в области рассматриваемых частот среда свободна от потерь в смысле определения, данного в разд. 1.23. [c.176]

Получение суммарных и разностных частот [c.177]

В гл. 1 и 2 были представлены общие методы описания электромагнитного поля излучения и его взаимодействия с веществом. В 3.1 мы применим эти методы к различным многофотонным процессам, таким, как многофотонное поглощение (разд. 3.13), генерация суммарных и разностных частот (разд. 3.14), параметрическое усиление (разд. 3.15) и вынужденное комбинационное рассеяние (разд. 3.16). На языке классического и полуклассического описания эти процессы называются нелинейными (ср. 2.3). Важными характеристиками этих процессов являются скорости переходов между состояниями атомных систем под влиянием излучения, скорости генерации фотонов, эффективные сечения, ширины линий и дисперсионные кривые. Все эти свойства могут быть непосредственно сопоставлены с экспериментальными данными. При этом возникает задача установления функциональной зависимости указанных величин от параметров взаимодействия, от констант атомной и электромагнитной систем и от заданных условий эксперимента. С другой стороны, должны быть сделаны количественные оценки порядков величин. На этой основе в дальнейшем можно будет провести анализ характерных для тех или иных процессов пространственно-временных явлений, таких, например, как усиление или поглощение электромагнитного излучения, инверсия населенностей атомных состояний и др. В 3.1 остаются вне рассмотрения особые проблемы, связанные с нестационарными процессами и взаимным влиянием свойств когерентности и нелинейных процессов. Они трактуются с единой точки зрения в 3.2 и 3.3. При этом в зависимости от поставленной задачи и от требуемой примени- [c.266]

Генерация гармоник, суммарных и разностных частот [c.336]

Генерация гармоник, суммарных и разностных частот играет важную роль для применений в квантовой электронике и в спектроскопии. Как уже было объяснено в разд. В.1 и в ч. I, с помощью этих процессов возможно преобразование света с подходящими свойствами (мощность, когерентность, временное поведение) в такие спектральные области, в которых не существует хороших источников или в которых создаются благоприятные предпосылки для детектирования. В подходящих материалах, при использовании соответствующих резонаторных схем и при согласовании фаз может быть достигнуто почти полное преобразование излучения. Существенный прогресс был достигнут в последние годы в области генерации гармоник, суммарных и разностных частот в волноводах, благодаря чему открылись новые перспективы в применениях интегральной оптики (ср. [3.14-1]). Следует отметить, что благодаря зависимости скорости распространения света определенной длины волны от свойств поперечной моды, в которой это распространение происходит, появляются дополнительные возможности для согласования фаз по сравнению с компактной средой. [c.336]

Важные нелинейные эффекты на граничных поверхностях, такие как генерация гармоник, суммарных и разностных частот при отражении, наблюдались и были рассчитаны уже в начале 60-х годов [2, 5]. Были даны общие, формулы для нелинейного отражения и преломления на граничной поверхности между линейной изотропной и нелинейной анизотропной средами. В частности, для оптически одноосных кристаллов были сделаны численные оценки [4.-15]. Позднее были исследованы генерация гармоник, суммарных и разностных частот, а также и другие параметрические процессы (ср. разд. 3.14 и 3.15) в тонких слоях и в волноводах. [c.485]

Перевод выполнен Б. И. Степановым (глава V и частично главы II, III и IV) и Я. С. Бобовичем (введение, глава I и частично главы II, III и IV). Согласно принятой в советской научной литературе терминологии, для спектров рассеяния света с измененной частотой применено название спектры комбинационного рассеяния для краткости говорится также о комбинационных спектрах, линиях и частотах. Во избежание недоразумений, для сложных суммарных и разностных колебаний, в которых одновременно участвуют несколько колебательных степеней свободы, применяется термин составные частоты (вместо ранее часто применявшегося термина комбинационные тона ). [c.8]

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]

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]

Рис. 3.31. Экспериментальные данные нестационарной КАРС-спектроскопин кристалла перилена [67]. Отчетливо видны биения на суммарной и разностной частотах комбинационно-активных мод

Вынуждающая сила для x (i) здесь имеет гармоники на частотах 2 oi, 2(1)2, а>2 + а>1, сог — oi, 0. Нас будут интересовать суммарные и разностные компоненты сог + oi = соз, С02 — oi = С04. Тогда [c.8]

Таким образом, сложение и вычитание частот невозможно в среде с центром инверсии, например в изотропной среде, состоящей из оптически неактивных молекул. Однако при наложении постоянного электртческого поля генерация второй гармоники становится возможной благодаря уничтожению инверсионной симмет1 1и (можно объяснить эту генерацию наличием не равной нулю компоненты Х, / (см. разд. 1.5)). Генерация суммарной и разностной частот возможна в растворе оптически активных молекул (см. разд. 1.4) [31, 32]. [c.13]

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]

Тонкая структура линии рэлеевского рассеяния содержит дискретные линии, обусловленные рассеянием на тепловых волнах (рассеяние Мандельштама-Бриллюэна), расположенные симметрично относительно несмещенной компоненты. Рассеяние с изменением частоты связано с тем, что диэлектрическая восприимчивость х (э. также диэлектрическая проницаемость в = 1 + х) изменяется во времени вследствие тепловых акустических волн в веществе, характерная частота этих изменений равна г/д = и/2а, где и и а — скорость звука и постоянная решетки. Модуляция свойств среды приводит к появлению суммарной и разностной частот рассеянного света г/ г/д. Рассеяние с появлением спектральных компонент, смещенных по частоте относительно исходного излучения, является параметрическим процессом. Вероятность появления одного рассеянного фотона при облучении одной частицы (молекулы или атома) пропорциональна плотности потока квантов в пучке падающего света, но коэффициент пропорциональности (сечение рассеяния а) составляет по порядку величины всего лишь 10 ° см /ср. Отсюда получаем, что отношение интенсивности рассеянного света к интенсивности падающего /о составляет /5 / /о = = Аттапк, где п 10 см — концентрация атомов, к — толщина слоя. При прохождении светом расстояния 1 см в однородном прозрачном твердом теле рассеивается в полный телесный угол (4тг стерадиан) примерно 1з/1о 10 падающей интенсивности. [c.50]

Взаимодействие сильной низкочастотной и слабой высокочастотной волн с генерацией суммарной и разностной частот исследовалось зкспериментально [Буров и др., 1978]. Эксперимент проводился в воде низкочастотная волна имела частоту /г = 1,35 МГц и амплитуду давления = = 10 Па, а высокочастотная — соответственно /1 = 11,5 МГц, р = = 1,2 10 Па. На рис. 5.1 показана зависимость амплитуды высокочастотного сигнала от расстояния в отсутствие и при наличии низкочастотного поля. Видно, что во втором случае наблюдается дополнительное (по отношению к линейной диссипации) затухание сигнала, связанное, по-видимому, с перекачкой знергии в боковые компоненты с частотами f = = /1 /2,3 также осцилляции из-за взаимодействия всех зтих компонент. Здесь же приведены теоретические кривые, построенные в результате анализа взаимодействия малых возмущений с низкочастотным полем, учитывающего затухание [Тагунов, 1981]. [c.124]

В доступной форме и в то же время с полной математической строгостью в книге рассмотрены наиболее важные нелинейнооптические эффекты генерация высших гармоник и суммарных и разностных частот, оптический эффект Керра, самофокусировка и самоканали-зация световых лучей, вынужденное и обращенное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Брил-люэна, параметрическое усиление волн и многие другие. Большое достоинство книги заключается в том, что основные положения теории излагаются в непосредственной связи с соответствующими экспериментами, а описываемые эффекты иллюстрируются конкретными оптическими схемами и численными примерами. [c.6]

Если излученную в п-м порядке мощность разделить на энергию fina, то получится величина, которая с квантовой точки зрения может быть интерпретирована как число фотонов, испускаемых в единицу времени. При квантовотеоретическом рассмотрении эта величина оказывается пропорциональной вероятности возникновения в единицу времени фотона с энергией Ьпа. Представленной на фиг. И схеме образования суммарных и разностных частот, формирующих высшие гармоники, соответствует при квантовотеоретическом описании рождение или уничтожение фотонов. [c.119]

В ГЛ. 3 С ПОМОЩЬЮ представленных в предыдущих главах физических и методических основных положений рассматриваются типичные процессы нелинейной оптики одно- и миогофотониое поглощение, процессы в лазерах, генерация гармоник, суммарных и разностных частот, параметрическое усиление, вынужденное рассеяние на оптических фоноиах и поляритонах. Обычный круг проблем, связанных с кратковременными процессами и с влиянием свойств ко-гереитиости в нелинейной оптике, представлен по возможности с единой точки зрения. [c.10]

Генерация гармоник, суммарных и разностных частот уже была рассмотрена на классической основе в ч. I. При этом восприимчивости были определены на основе осцилляторной модели Лоренца — Друде для атомной системы. Теперь мы вычислим восприимчивости квантовомеханически, что позволит получить лучшее согласие с доступными экспериментальному определению параметрами. Классическая трактовка поля излучения оправдывается во многих случаях, в особенности если речь идет о сильных когерентных полях. [c.336]

После изучения генерации суммарных и разностных частот рассмотрим теперь в качестве еще одного важного нелинейного эффекта второго порядка параметрическое усиление и параметрическую генерацию. При этом будут исследованы входящая волна излучения накачки (частота сор, волновое число к ) и возникновение или усиление сигнальной волны ( os, ks.) и холостой (idler) волны (ai,ki). Все частоты считаются достаточно удаленными от резонансов с атомными системами, так что в самой среде не индуцируются какие-либо резонансные переходы. В рассматриваемом процессе фотон волны накачки распадается на фотон сигнальной волны и на фотон холостой волны, причем в этом процессе в соответствии с законом сохранения энергии соблюдается связь между частотами вида [c.342]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...