Нелинейная поляризация среды

Согласно теории линейных уравнений, общее рещение неоднородной системы можно представить в виде суммы общего решения соответствующей однородной системы и частного решения неоднородной системы. Второй член в выражении (237.2), зависящий от времени и координат так же, как нелинейная поляризация среды, и содержащий показатель преломления 21 Для частоты ю, служит решением неоднородной системы уравнений поэтому вектор В известен — он выражается через нелинейную поляризацию среды [c.847]

Таким образом, нелинейность поляризации среды можно использовать для обнаружения слабого сигнала с длиной волны, для которой не существует чувствительных детекторов, путем преобразования его частоты в видимую область, где его можно зарегистрировать, например, с помощью фотоумножителя. Такой процесс называют параметрическим преобразованием частоты вверх. [c.306]

Иными словами, отклик среды на внешнее воздействие (в данном случае на поле световой волны) оказывается нелинейным. Отсюда и происходят термины нелинейная оптика , нелинейная среда , нелинейная поляризация среды . Последний термин применяют к слагаемым %Е и в (9.1.3) X и 0 называют нелинейными восприимчивостями. [c.213]

НЕЛИНЕЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ среды— поляризация среды (появление объёмного дипольного электрич. момента), зависящая нелинейно от напряженно- [c.305]

Обычно нелинейная поляризация среды задается в виде разложения ее по степеням поля. В этом случае возможность описания тех или иных нелинейных явлений или решения задач с помощью уравнения (1.77) определяется теми членами ряда разложения, которые входят в Рнл- [c.26]

Из проведенного выше рассмотрения видно, что при распространении волны с частотой ( в среде при нелинейном характере взаимодействия волны и среды, т. е. когда волной индуцируется нелинейная поляризация среды Р = возникает поле индуцированной поляризации па частоте V. Это ноле в условиях точного синхронизма к = ку) при любых г, а в услопиях приближенного синхронизма (О < Д/с А, /с.) па длине синхронизма Ь имеет вид волны, амплитуда которой медленно изменяется [c.141]

Таким образом, основное заключение состоит в том, что возникновение нелинейной поляризации среды под действием сильной монохроматической волны приводит к тому, что как распределение поля по фронту волны, так и направление распространения света изменяются при распространении, волны в среде, [c.170]

В общем случае при наличии трех волн накачки амплитуда кубической нелинейной поляризации среды имеет вид [c.213]

Возникновение волны второй гармоники при отражении от нелинейной среды обусловлено граничными условиями падая на нелинейную среду, волна основной частоты вызывает появление в среде нелинейной поляризации на удвоенной частоте, которая является источником (вынуждающей силой) для генерации волны второй гармоники в нелинейной среде поскольку на границе нелинейной среды тангенциальные компоненты векторов Е и Н должны быть непрерывны, эти два условия требуют присутствия компоненты с удвоенной частотой и в первой среде, т.е. в отраженной волне. В общем случае, когда на границу нелинейной среды падают несколько волн с различными частотами, в отраженном сигнале, помимо волн с различными частотами, будут наблюдаться волны с комбинационными частотами, т.е. волны с частотами, определяемыми спектральными компонентами нелинейной поляризации среды. [c.215]

Когерентный характер регистрируемого сигнала. Нелинейный оптический отклик формируется в среде при воздействии на нее одного или нескольких лазерных пучков, которые наводят волну нелинейной поляризации ее фаза определяется фазами возбуждающих волн, которые когерентны. Вследствие этого и электромагнитная волна, генерируемая волной нелинейной поляризации среды, будет когерентной. Нелинейно-оптический отклик имеет вид квазимонохроматического пучка с острой диаграммой направленности, положение оси которой определяется из условия сохранения импульса фотонов (волнового вектора) в нелинейном оптическом взаимодействии. Это позволяет эффективно производить пространственную фильтрацию сигналов с помощью диафрагм, избавляясь от нежелательного фона, связанного с некогерентными процессами, например с люминесценцией образца. [c.227]

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]

НЕЛИНЕЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ СРЕДЫ 725 [c.725]

Нелинейная поляризация среды [c.725]

НЕЛИНЕЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ СРЕДЫ - 727 [c.727]

В предыдущей главе было показано, что появление показателя преломления вызвано поляризацией среды под действием электрического поля распространяющейся световой волны. Рассматриваемая поляризация линейно зависела от поля при увеличении поля в 2 раза поляризация возрастала во столько же раз. Однако, как известно из других областей физики, линейная зависимость одной физической величины от другой почти всегда является приближением, справедливым лишь в некоторой ограниченной области. В качестве простейшего примера можно указать на известный закон Гука и его нарушение при достаточно больших напряжениях. Поэтому можно ожидать, что линейная зависимость поляризации от поля также будет справедлива лишь в ограниченной области изменения напряженности электрического поля. Так, например, электрооптический эффект, который мы рассматривали как изменение показателя преломления под действием электрического поля, фактически наблюдается только тогда, когда электрическое поле имеет напряженность, достаточную для того, чтобы проявилась нелинейность поляризации среды. [c.43]

Вновь появившиеся волны в свою очередь могут принять участие во взаимодействии с другими волнами. Несмотря на сложность общей картины, можно провести классификацию нелинейных волновых эффектов по типу нелинейности, на которой развивается волновой процесс, и по числу волн, участвующих во взаимодействии. С этой целью рассмотрим структуру линейной и нелинейной поляризации среды. [c.160]

Наиболее важные, разделы совр. Н. о. волновая Н. о., исследования нелинейной поляризации среды и нелинейная спектроскопия, прикладная Н. о. [c.459]

Нелинейная поляризация. При взаимодействии сильного светового поля с веществам зависимость между поляризацией среды и напряженностью действующего светового поля не описывается материальным уравнением линейной электродинамики — появляется нелинейная связь между Р и Е. Удовлетворительное описание оптических явлений можно проводить разложением вектора поляризации в ряд по малому параметру Е/Е <1 [c.391]

Первые индексы у /г и соответствуют среде / или 2, вторые — кратности частоты (например, 12 = 1 (2со), Й21 — волновой вектор преломленной в среде 2 волны с частотой со). Основание к такому выбору вида поля состоит в следующем. Уравнения Максвелла для поля с частотой 2со представляют собой неоднородную систему уравнений, причем источником поля служит нелинейная часть поляризации среды, изменяющаяся по закону [c.847]

Из формулы (36.11) видно, что в точке 2 = 0, т. е. на границе среды, волны с частотой 2со нет. В среде падающая волна создает нелинейную поляризацию, и за счет этого на частоте 2(о возникает волна. Мощность волны с увеличением г растет, но только до тех пор, пока при некотором значении 2=2о аргумент синуса р не будет равным я/2. При 2>2о волна на частоте 2со начинает [c.302]

Если используется кристалл с квадратичной восприимчивостью, то основной вклад в нелинейную поляризацию будет вносить квадратичная поляризация, поэтому такие кристаллы относят к квадратично-нелинейным средам. Для них имеем [c.215]

Волна нелинейной поляризации распространяется по среде со скоростью, равной скорости исходной световой волны [c.231]

Анализ работы лазера обычно проводится в полуклассическом приближении. Электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла, а поляризация среды, определяющая отрицательное нелинейное сопротивление, описывается на квантовом языке Амплитуды и фазы колебаний, генерируемых лазером, можно найти методом самосогласованного поля. Электромагнитное поле, воздействуя на активную среду, создает в ней поляризацию < (г, I). В свою очередь поляризация является источником электромагнитного поля. Необходимо отметить, что поляризация среды зависит не от мгновенного значения напряженности электромагнитного поля, а от его амплитуды. Поэтому лазер представляет собой автоколебательную систему с инерционной нелинейностью (см. 5.6). [c.360]

Е — амплитуда волны, v — скорость ее распространения в среде, 2 — координата, вдоль которой распространяется волна) в выражение для нелинейной квадратичной поляризации хЕ . Воспользовавшись известным тригонометрическим соотношением os P=(l+ os2P)/2, мы обнаружим в получившемся выражении для нелинейной поляризации среды слагаемое xEl/2) os[2a t—z/v)]. Это означает, что в среде распространяется волна поляризации с частотой 2(0, причем в таком же направлении и с такой же скоростью, что и исходная световая волна. Волну поляризации можно рассматривать как своеобразную излучающую антенну , бегущую по среде со скоростью v. При определенных условиях эта антенна может переизлучать новую световую [c.218]

Ситуация может усложняться нелинейными свойствами зл.-магн. волп и их взаимодействий с частицами, а также разл. процессами рассеяния на упругих, тепловых и др. неэлектромагн, возбуждениях среды. Скажем, возможно нелинейное черепковское излучение под действием короткого импульса сильного эл.-магн, поля, возбуждающего ка своём пути нелинейную поляризацию среды в отсутствие к.-л. сторонних зарядов и токов (см. также Электродинамика движущихся сред). [c.531]

Первая методика заключается в измерении в спектре параметров эллиптической поляризации сигнала КАРС. Возникновение эллиптической поляризации сигнала КАРС в поле линейно поляризованных волн накачки обусловлено неколлинеарностью и наличием фазового сдвига между резонансной и нерезонансной составляющими вектора нелинейной поляризации среды Рр з и Р р. [c.224]

Когда идет речь о взаимодействии некогереитного света с прозрачными макроскопическими телами — газами, жидкостями, стеклами и кристаллами, то всегда предполагается, что свойства самой прозрачной среды под действием света не изменяются. В случае лазерного излучения ситуация качественно отличается. Ввиду большой иптенсивности излучения изменяются усредненные оптические характеристики среды, например ее показатель преломления. Это приводит к новым эффектам, например к самофокусировке излучения (лекция 14), о чем уже шла речь выше. Когерентность лазерного излучения обусловливает тот факт, что нелинейная поляризация среды имеет вид волны, распространяющейся в среде наряду с падающей волной (лекция 11). Взаимодействие этих волн также приводит к новым эффектам (лекции 12—14), в том числе к возбуждению высших гармоник Ка> [c.13]

Следовательно, и восприимчивость среды х получила нелинейную добавку, пропорциональную Е . Но в таком случае поляризация среды Р = хЕ также должна содержать нелинейную компоненту, пропорциональную третьей степени амплитуды поля. Другими словами, самовоздействие света, рассмотренное выше, является одним из нелинейнооптических эффектов, описываемых нелинейной поляризацией среды, кубической по полю. Это обстоятельство наводит на мысль о том, что для теоретического описания распространения световых волн в нелинейных средах в уравнениях Максвелла необходимо считать связь электрического смещения О с напряженностью электрического поля Е нелинейной, т.е. соответствующим образом модифицировать материальное уравнение, связывающее эти величины. [c.194]

Считая для простоты, что направления амплитуд всех волн совпадают, перейдем к скалярной форме записи. В первом приближении нелинейная поляризация среды будет равна аг ( + i + E f. Возведя в квадрат, рассмотрим член 2азЕхЕ , представляющий собой произведение двух косинусов. Преобразуем его в сумму двух косинусов и возьмем слагаемое с разностной частотой (сОн — (Oj), которая, ввиду (126.1), равна Юз- Так же поступим с произведением 2агЕцЕа. В результате из нелинейной поляризации P j, выделятся два члена с частотами сох и [c.736]

Условие генерации. Выясним условие усиления световой волны одной из частот, например со в нелинейной среде. Как следует из (18.24) и (18.26), разность фаз между вол1ЮЙ нелинейной поляризации Р /, (со.) и световой волной частоты oj будет постоянной при любых значениях х, если [c.408]

Смысл дальнейших рассуждений состоит в установлении связи неизвестных величин А , A , Л22. 12 с известными В, ,1 на основе граничных условий. Подобным образом действуют и в линейной оптике (см. ГЛ. XXIII), но в ней заданными величинами служили амплитуда и волновой вектор волны, падающей из среды /. В нелинейной же оптике отраженная и преломленная волны порождаются нелинейной поляризацией, и поэтому заданная величина входит в выражение для поля внутри преломляющей среды. [c.847]

Таким образом, мы видим, что в жидкостях (а также в кристаллах, обладающих центром симметрии) квадратичная нелинейная поляризация отсутствует вследствие симметрии. Нелинейность таких сред определяется в первом приближении кубичной восприимчивостью эти среды называют кубично-нелинейными. Для изотропной кубичнонелинейной среды уравнение (9.1.3) принимает вид [c.215]

Условие волнового синхронизма для генерации второй гармоники. В 9.1 отмечалось, что при определенных условиях волна нелинейной поляризации частоты 2со, во.чникающая при распространении в квадратично-нелинейной среде световой волны частоты ш, может переизлучить световую волну на частоте 2(и — вторую оптическую гармонику. Каковы же эти условия [c.231]

Здесь 7J/ j(w4 (Oi, Шз) — компоненты тензора нелинейной оптич. восприимчивости (см. Поляризуемость) 3-го порядка (i, j, к, L — индексы декартовых координат) частота исследуемого сигнала (Oi является алгебрам ч, суммой частот, вводимых в среду полей (Oi, Oj, og (т. о. 0i=(0i-l-(j)2-f Шз), нек-рые из к-рых могут оказаться отрицательными. D — численный коэф., учитывающий возможное вырождение среди частот а,,. . ., СО4. Одно или неск. полей ,(m ) (а=1, 2, 3), вводимых в среду, могут быть сильными (накачка), остальные — слабыми. При приближении одной из частот (Oj,. . ., (04 либо одной из их линейных комбинаций ( o)i IfOjI, Шг1 (йз1 и т.п.) к частоте разрешённого квантового перехода в исследуемой среде компоненты нелинейной восприимчивости x fki испытывают дисперсию. Соответственно, испытывают дисперсию и параметры зл.-магп. волны, источником для к-роп служит нелинейная поляризация (1). Стационарная когерентная А. л. с. с использованием лазерного излучения относительно невысокой интенсивности (для к-рого в разложении поляризации существен [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...