Элементы нелинейной оптики

Основное содержание курса составляет физическая оптика, изложение которой начинается с главы П1. В нее входят также специальная теория относительности, краткое изложение принципов работы оптических квантовых генераторов (лазеров) и элементов нелинейной оптики. Как и в предыдущих томах курса, главное внимание здесь обращено на выяснение физического смысла и содержания оптических явлений, на связь между ними и с общими принципами физики. Автор стремился к идейной простоте изложения, но старался избегать вульгаризации. [c.8]

Технология высокоскоростного профилированного выращивания водорастворимых кристаллов, разработанная в Институте прикладной физики РАН (см., например, [1, 2]), позволяет увеличить скорость выращивания кристаллов в 20 раз, минимизируя отходы, получаемые при изготовлении элементов нелинейной оптики. Это стало особенно актуальным в связи с возросшей потребностью в элементах большой апертуры, используемых в мощных лазерных системах. Существенным элементом этой технологии является создание интенсивного течения раствора над поверхностью растущего кристалла. [c.71]

Уравнения, аналогичные (1.125), в настоящее время все чаще начинают использовать при анализе некоторых задач нелинейной оптики, например, оптической бистабильности. Можно думать, что развитие теории и накопление расчетных и экспериментальных данных позволит в ближайшее время использовать квантовый метод, как один из основных расчетных методов при разработке лазеров и лазерных систем и элементов. [c.36]

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]

Последнее, что надо отметить, это взаимосвязь тех процессов, которые обсуждались выше и относились к взаимодействию на атомарном уровне, с нелинейной оптикой конденсированных сред. Как хорошо известно (см., например, [11.40]), такая основная обобщенная характеристика среды как нелинейная восприимчивость, непосредственно связана с многофотонным матричным элементом соответствующего порядка по числу поглощенных фотонов, т.е. с основной нелинейной характеристикой атома, образующего данную конденсированную среду. При этом характеристики нелинейной восприимчивости, например, ее зависимость от частоты излучения, определяются соответствующей зависимостью многофотонного матричного элемента, т.е. характером взаимодействия на атомарном уровне. [c.294]

Основной интерес представляет квазистационарное состояние электромагнитных полей, которое образуется в результате интерференции большого числа процессов рассеяния. Обе ситуации, конечно, связаны, так как описываются с помощью одних и тех же матричных элементов гамильтониана взаимодействия между электромагнитным полем и средой. Данная проблема присуща не только нелинейной оптике. Она хорошо известна и в линейной оптике, где линейная восприимчивость (или показатель преломления) связана с сечениями релеевского рассеяния и поглощения. Этот вопрос кратко обсуждался Крамерсом [24] и Гайтлером [25]. Настоящий параграф посвящен этой же проблеме в нелинейном случае. [c.92]

Квантовая электроника. По принятой в работе классификации в разделе объединяются изыскания в области материалов для ацентрических активных и нелинейных элементов устройств силовой когерентной оптики, гибридной и интегральной оптики. В качестве перспективных направлений последовательно рассмотрим следующие задачи [c.270]

Создание объемных элементов силовой когерентной оптики из ацентрических материалов. В настоящее время разработаны и успешно эксплуатируются лишь нелинейные элементы для удвоения частоты излучения лазеров на неодиме, выдерживающие плотности лучевой мощности до 1 ГВт-см . Необходимо совершенствование технологии кристаллов КТР и их аналогов, так же как БББ (бета-бората бария). [c.270]

Возможность полного описания нелинейных магнитных полей, несомненно, является наивысшим достижением применения метода конечных элементов в электронной и ионной оптике. Кроме того, уравнения данного метода автоматически учитывают локальные изменения магнитной проницаемости они могут быть выражены через векторные потенциалы с тем, чтобы включать в расчет катушки возбуждения форма конечных элементов может быть подогнана к самой сложной форме границ и т. д. Следовательно, в рамках метода можно полностью анализировать целые магнитные системы. [c.161]

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]

G 02 < В — Оптические элементы, системы и приборы, F - Приборы или устройства для управления интепсивностью, цветом, поляризацией или направлением света, оптические функции которых изменяются при изменении оптических свойств среды в этих приборах или устройствах, например для переключения, стробирования, модуляции или демодуляции, оборудование или технологические процессы для этих целей, преобразование частоты, нелинейная оптика, оптические (логические элементы, аналого-дискретные преобразователи)) G 03 - Электрография, электрофотография, магнитог-рафия Н Способы и устройства для голографии) G 04 D Станки, приборы и инструменты для часового производства G 05 (В — Регулирующие и управляющие системы общего назначения, функциональные элементы таких систем, устройства для контроля или испытания таких систем или элементов Системы (управления или регулирования неэлектрических— D регулирования электрических или магнитных— F) величин G — Механические устройства систем управления и регулирования) [c.41]

ЛУЧЕВАЯ ПРбЧНОСТЬ — способность среды или элемента силовой оптики сопротивляться необратимому изменению оптич. параметров и сохранять свою целостность при воздействии мощного оптич. излучении (папр., излучения лазера). Л. п. при многократном воздействии часто наз. лучевой стойкостью. Л. п. определяет верх, значение предела работоспособности элемента силовой оптики. Понятие Л. п. возникло одновременно с появлением мощных твердотельных лазеров, фокусировка излучения к-рых в объём или на поверхность среды приводила к её оптическому пробою. Л. п. численно характеризуется порогом разрушения (порогом пробоя) q — плотностью потока оптич. излучения, начиная с к-рой в объёме вещества или на его поверхности наступают необратимые изменения в результате выделения энергии за счёт линейного (остаточного) или нелинейного поглощения светового потока, обусловленного много-фотонным поглощением, ударной ионизацией или возникновением тепловой неустойчивости. Первые два механизма реализуются в прозрачных средах, лишённых любого вида поглощающих неоднородностей, а также при микронных размерах фокальных пятен или предельно малых длительностях импульсов излучения. При этом Л. п. достигает очень больших значений 10 Вт/см . При значит, размерах облучаемой области оптич. пробой обусловлен тепловой неустойчивостью среды, содержащей линейно или нелинейно поглощающие неоднородности (ПН) субмикропных размеров. Рост поглощения в окружающей микронеоднородность матрице связан с её нагревом ПН. При этом в материалах с малой шириной запрещённой зоны увеличивается концентрация свободных электронов, а в широкозонных диэлектриках происходит тер-мич. разложение вещества. <7 11, [c.615]

С. п. Представляет большой интерес для нелинейной оптики резонансных сред, физики солитовов, лазерной спектроскопии (в частности, для определения величин матричных элементов квантовых переходов). [c.410]

Пьезоэлементы, акустоэлектрич. и электро-оптич. элементы Сцинтилляц. детекторы частиц Рентг, анализаторы, нелинейная оптика Полупроводниковые приборы Оптич. приборы Полупроводниковые приборы [c.524]

Систематические исследования нелинейных эффектов в молекулярных кристаллах начались сравнителыю недавно, и поэтому применения молекулярных кристаллов в приборах непинейной оптики пока ограничены. Молекулярные кристаллы могли бы использоваться в нелинейной оптике во всех случаях, в которых применяются, например, фосфаты, формиаты и ниобаты металлов, если бы превосходили их по крайней мере по одному из таких параметров, как стоимость, простота и надежность технологии изготовления монокристаллов и рабочих элементов, нечувствительность к внешним условиям (влажности, колебаниям температуры и тд.), максимальная ширина полосы прот скания (для модуляторов и преобразователей частоты), ширина динамического диапазона минимальная мощность накачки, требуемая для эффективной работы элемента, высокая максимальная мощность, которую рабочий элемент выдерживает без разрушения, большая нелинейная восприимчивость, позволяющая уменьшить габариты элемента без снижения его эффективности. Напомним, чго фосфаты и ниобаты нашли применение потому, что первь1е дешевы и сравнительно легко выращиваются из растворов, а вторые обладают большой нелинейной восприимчивостью. Формиаты привлекательны высокой прозрачностью в ультрафиолетовом диапазоне. [c.176]

Большие потенциальные возможности применения имеют кристаллы полимеров на основе диацетиленов [270]. Эти кристаллы получают, выращивая монокристаллы мономеров, а затем проводя реакцию полимеризации (изомеризации) в твердом состоянии. В полимеризованных кристаллах, благод я большой протяженности систшы сопряженных связей, можно получить предельные значения нелинейных восприимчивостей. Кроме того, при полимеризации увеличивается стойкость кристаллов по отношению к внешним воздействиям [271]. Полимерные пленки можно использовать также как датчики [271] при создании элементов интегральной оптики, а также для защиты поверхностей нелинейных элементов, изготовленных из молекулярных кристаллов. [c.184]

За последние 15 лет техника измерения коротких интервалов времени претерпела период бурного развития (рис. 1). Этому прогрессу способствовало создание лазерных источников света, излучающих мощные импульсы длительностью порядка пикосекунд, и конструирование измерительных установок, основанных на квантовой электронике и нелинейной оптике. Таким образом, появилась возможность непосредственного изучения физических, химических и биологических процессов длительностью от Ю" до 10 с, которые прежде считались нена-блюдаемо короткими . Это позволило получить представление об элементарных процессах и развить теорию состоящих из них более сложных процессов. На основе полученных знаний удалось оказывать целенаправленное влияние на ход фотофизических и фотохимических процессов. Кроме того, применяя лазеры, генерирующие ультракороткие импульсы, удалось построить исключительно быстродействующие структурные элементы, такие, например, как переключатели, модуляторы и приемники. [c.9]

При большой интенсивности свет нелинейно взаимодействует не только с атомами, ионами и молекулами, но и с конденсированными прозрачными средами — газами, жидкостями, кристаллами и т.д. Эти нелинейные процессы составляют нелинейную оптику [1.28]. Нелинейные процессы, возникающие на атомарном уровне, тесно связаны с нелинейными процессами, возникающими в конденсированных средах. Многофотонные матричные элементы, являющиеся основной характеристикой элементарного акта нелинейного взаимодействия интенсивного света с атомами, определяют такую усредненную характеристику взаимодействия с атомарным газом или конденсированной средой как нелинейная босприилтибость [1.29]. При взаимодействии интенсивного света с газом за счет нелинейной ионизации атомов (или молекул), составляющих газ, он превращается в плазму. Такая, так называемая лазерная плазма может быть образована и при взаимодействии лазерного излучения не только с газом, но и с другими конденсированными прозрачными и непрозрачными средами, в том числе, и с металлами. В одном импульсе мощного лазерного излучения конденсированная среда нагревается, испаряется, пары ионизуются и получается плазма. Это — одно из очень важных применений мощных лазеров [1.30]. [c.25]

Возникающие в рамках развиваемого в книге подхода системы нелинейных уравнений порождаются посредством представления типа Лакса в двумерном пространстве элементами градуированных алгебр или супералгебр Ли. В зависимости от выбора адекватной алгебраической структуры и градуировки в ней они описывают широкий класс нелинейных явлений в самых различных областях теоретической и математической физики в физике элементарных частиц (калибровочные поля и монопольные конфигурации), в твердом теле и плазме, теории электролитов, нелинейной оптике, аэродинамике, космологических моделях, проблемах экологии (динамика сосуществования видов), в радиотехнике и т. д. [c.5]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

Преобразование частотного и угл. спектров, быстрое управление амплитудой и фазой световых волн, являющиеся следствием нелинейпых взаимодействий и само-воздействий, лежат в основе действия широкого класса нелинейнооптич. устройств. Кроме традиц. преобразователей частоты и параметрич. генераторов, в прикладной Н. о. разработаны системы нелинейной адаптивной оптики, эфф. компрессоры сверхкоротких световых импульсов, бистабильные и мультистабильные элементы быстродействующих цифровых и аналоговых оптич. процессоров. [c.294]

В материале учебного пособия естественным образом нашли свое отражение научные интересы автора, а также его коллег, работающих в области когерентной оптики в ряде ведущих российских вузов и институтов РАН. В нем учтены многолетние традиции преподавания курса оптики когерентного излучения на кафедре оптики и спектроскопии физического факультета МГУ, а также опыт использования приобретенных знаний выпускниками кафедры на практике, в ходе научно-исследовательских работ в различных НИИ и ОКБ. Именно исходя из запросов практики, в пособие включены некоторые разделы, которые обычно включаются в руководства по статистической оптике. К ним, в частности, относятся элементы теории когерентности и оптики случайно-неоднородных сред. Это связано с тем, что при распространении изл) ения через некоторые оптические системы и передающие среды происходит заметное изменение степени его когерентности. Благодаря влиянию ответственных за это физических факторов в когерентных световых колебаниях появляется случайная составляющая, без учета которой невозможно корректное описание изучаемых оптических явлений. Однако, несмотря па стремление автора максимально обобщить современное понимание предмета когерентной оптики и ее содержательной части, круг вопросов, включенных в пособие, и характер их освещения не может претендовать па исчерпывающую полноту, хотя бы из естественных ограничений объема пособия. В частности, по последней причине, исключены из рассмотрения разнообразные нелинейные эффекты, происходящие в поле когерентного излучения. Предполагается, что читатель сможет самостоятельно удовлетворить свой интерес к слабо освещенным вопросам, используя приводимые в пособии развернутые библиографические сведения. Для удобства обращения к используемым источникам информации заголовок каждого параграфа содержит соответствующие литературные ссылки. Дополнительную информацию о новых направлениях физической оптики и наиболее интересных научных результатах, полученных в последнеее время, можно получить из приложения "Семинарий". Семинарий содержит постоянно обновляемое изложение докладов, сделанных па семинаре по когерентной оптике кафедры оптики и спектроскопии физического факультета МГУ. [c.9]

Очевидно, что любое множество, являющееся полным, одновременно является и слабо полным. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ никогда не является ни полной, ни слабо полной. ЭЛФ ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И являются слабо полными. Обе функции сохраняют 0. Однако И является нелинейной, а ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ — немонотонной. Отдельные ЭЛФ, такие как И-НЕ и ИЛИ-НЕ, удовлетворяющие требованиям слабой полноты, называются универсальными ЭЛФ. На этом заверщается короткое обсуждение возможных канонических логических элементов для систем двоичной логики. В следующем разделе будет рассмотрена одна из возможных многозначных систем, обладающих слабой полнотой — модульные вычисления в ССОК. Такая система может быть реализована в оптике различными способами. Некоторые из этих способов будут описаны в последующих разделах. [c.117]

Генерация оптич. гармоник имеет много общего с умножением частоты в нелинейных элементах радиоустройств, однако в оптике эти эффекты явл. результатом вз-ствия со средой не колебаний, а волн. Т. к, свет распространяется в среде, размеры Ь к-рой существенно превышают Л, суммарный эффект генерации гармоник на выходе зависит от фазовых соотношений между осн. волной и гармониками внутри среды возникает своеобразная интерференция, способная либо усилить, либо ослабить эффект. Можно ожидать, что вз-ствие двух волн, напр, й) и 2о>, максимально, а следовательно, максш1альна и перекачка энергии от осн. волны со к гармонике 2 со, если их фазовые скорости равны (условие [c.460]

Смотреть страницы где упоминается термин Элементы нелинейной оптики : [c.391] [c.43] [c.811] [c.385] [c.107] [c.672] [c.230] [c.29] [c.506] [c.490] [c.816] [c.16] [c.98] [c.521] [c.421] [c.6] [c.254] [c.488] [c.143] [c.146] [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...