Показатели преломления нелинейных кристаллов

ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.884]

В табл. 33.20 представлены данные по показателям преломления нелинейных кристаллов. Для двуосных кристаллов принято, что главные показатели преломления соотносятся как [c.884]

Таблица 33.20. Показатели преломления нелинейных кристаллов [2]

Показатели преломления нелинейных кристаллов [c.786]

Устройство действует как параметрический усилитель в том случае, когда наряду с волной накачки с частотой oi в кристалл направляется сигнальная волна с частотой сог- В процессе усиления возникает третья волна с частотой соз и волновым вектором kz = k — 2. Эту волну называют вспомогательной, или холостой . Под воздействием достаточно мощной волны накачки параметрический процесс может протекать и в отсутствие сигнальной волны. В этом случае роль входного сигнала играет фотонный шум и усилитель превращается в генератор. Частоты сй2, мз преимущественно генерируемых световых волн здесь определяются условием фазового синхронизма и геометрией взаимодействия. Изменение действующих показателей преломления нелинейного оптического кристалла для участвующих в процессе волн (например, при повороте кристалла или изменении его температуры) позволяет перестраивать частоты со2 и соз. Области перестройки для некоторых кристаллов и длины [c.287]

Однако наряду с указанными полезными свойствами этн кристаллы имеют и ряд недостатков. В частности, кристаллы не прозрачны в инфракрасной области, поскольку содержат атомы водорода. Кроме того, величина показателей преломления этих кристаллов невелика (составляет примерно 1,51,55) и следовательно, нелинейные коэффициенты у них также малы, У кристаллов класса 42т существуют три отличных от нуля нелинейных коэффициента du, 25 и за. Из них первые два равны между собой вследствие симметрии кристаллов, а последний должен быть равен двум остальным, если выполняются условия симметрии Клейнмана. Таким образом, для экспериментальных целей необходимо знать всего лишь один нелинейный коэффициент. [c.122]

Итак, мощное световое поле воздействует и на внешние, и на внутренние степени свободы молекул, изменяя характер соответствующих движений и обусловливая зависимость показателя преломления от интенсивности. Вообще говоря, электромагнитное поле влияет и на межмолекулярное взаимодействие. Последнее обстоятельство особо важно для металлов, ионных кристаллов, полупроводников, где взаимодействие между частицами среды очень велико и играет определяющую роль по отношению ко многим, не только нелинейным оптическим свойствам тела. [c.837]

Зависимость интенсивности света от фазовой задержки (или напряжения иШу ), называемая амплитудной характеристикой М. с., имеет линейный и нелинейный участки (рис. 2). Режим работы М. с. (смещение рабочей точки) определяется величиной Гц. При Г,, = = О М. с. работает на квадратичном участке характеристики (рис. 2,а), при Го = л/2 — на линейном участке (рис. 2,6). Из рисунка видно, что переменная составляющая света 7. во втором случае значительно больше, чем в первом. При разработке практич. схем М. с. учитывают, что величина Го должна быть меньше л, иначе небольшие изменения показателей преломления или длины кристалла, обусловленные, напр., изменением темп-ры, смещают рабочую точку по амплитудной характеристике в нелинейную область и изменяют (уменьшают) переменную составляющую света на выходе. Аналогичным образом на амплитудную характеристику влияет и расходимость светового пучка. [c.179]

В экспериментах по генерации второй гармоники необходимо удовлетворить не только условию согласования показателей преломления (12.4.15), но и требованиям, налагаемым формой нелинейного оптического тензора, которая ограничивает свободу выбора направлений поляризации. Например, в кристалле KDP в соответствии с выражениями (12.2.13) составляющие вектора нелинейной поляризации можно записать в виде [c.564]

В случае генерации второй гармоники излучения неодимового лазера Х = 1,06 мкм в кристалле КДР длиной 1 см по типу синхронизма оое имеем Дф 10 . Мы видим, что критичность к настройке по углам ф обычно весьма велика. В перпендикулярном направлении критичность к настройке невелика, поскольку показатели преломления не зависят от соответствующего угла 0, и определяется плавной зависимостью компонент нелинейного тензора от углов. [c.29]

Поскольку а - = (я — 1)/4тг [10], правило Миллера утверждает, что большие нелинейные восприимчивости неорганических материалов обычно связаны с большими показателями преломления п. Действительно, для неорганических кристаллов с большими нелинейными восприимчивостями обычно л > 2. [c.10]

Кристаллы НБН при комнатной температуре являются двуосными и оптически отрицательными, т. е. Пе — По< < 0. Оптические оси лежат в плоскости (ас), а величина угла 2F между оптическими осями составляет 13° [19, 39]. Вычисление угла 2V при использовании экспериментальных значений показателей преломления дает 14° 14. Показатели преломления при 30 °С и длинах волн, используемых в электрооптике и нелинейной оптике, определенные в работе [1], приводятся в табл. 5.2. Вследствие [c.189]

Показатели преломления нелинейных кристаллов [6] Алюминия фосфат AIPO4 [c.786]

He MOtpH на дисперсию показателя преломления, можно добиться выполнения условия пространственной синфазности, если применить в качестве нелинейной среды анизотропные кристаллы. В анизотропной среде плоская волна с заданным направлением волнового вектора распадается на две волны, ортогонально поляризованные и распространяющиеся с различными, вообще говоря, фазовыми скоростями. Каждая линейно-поляризованная первичная волна индуцирует в среде совокупность диполей с характерным для данной волны пространственным распределением фаз. Вторичные волны, испускаемые этими диполями, в свою очередь разлагаются на ортогонально поляризованные волны с различными фазовыми скоростями, и удается так подобрать материал пластинки и направление распространения первичной волны, что для вторичных волн с одной из поляризаций выполняется условие пространственной синфазности. [c.842]

Выход из положения был найден в 1962 г. Джорд-мейном и Терхьюном. Они показали, что волновой синхронизм можно осуществить между обыкновенной и необыкновенной волнами в некоторых кристаллах. Сечения поверхностей показателей преломления обыкновенной По и необыкновенной п волн в одноосном кристалле представлены на рис. 36.4. Сплощные кривые относятся к частоте оз, пунктирные — к удвоенной частоте 2цз. На рис. 36.4, а кривые По(со) и Пе 2а>) пересекаются между собой. Точкам их пересечения соответствуют направления, для которых между обыкновенной волной с частотой 03 и ее гармоникой с частотой 2оз выполняется условие волнового синхронизма. Эти направления называются направлениями синхронизма, а угол между ними и оптической осью 00 кристалла — углом синхронизма. Хотя обыкновенная и необыкновенная волны поляризованы в различных плоскостях, они могут нелинейно [c.304]

Аналогичные явления можно наблюдать и в оптич. диапазоне при воздействии на нелинейную оптич. среду М01ЦН0Й волны Н., возбуждающей бегущую волну изменяющегося показателя преломления. Эта волна при благоприятных условиях порождает вторичную эл.-магн. волну на частоте, отличной от частоты Н. Условиями возникновения вторичной волны являются превышение плотности энергии волны Н. над определённым пороговым значением, фазовый синхронизм вторичной волны и волны изменений показателя преломления. Последнее условие может быть реализовано только в анизотропных средах (кристаллах) или в средах с аномальной дисперсией. [c.240]

Имеется много других, хотя и более инерционных, механизмов, приводянщх к существенно более сильной нелинейности показателя преломления. К ним относятся резонансные нелинейности в полупроводниках (экситонные резонансы в двумерных структурах), фото рефр активный эффект в неорганич. кристаллах, ориентация анизотропных молекул в световом поле и оптич. нагрев среды. Диапазон значений нелинейного параметра превышает десять порядков (рис. 3), Несмотря на существ, различие физ. механизмов нелинейности, многочисл. данные неплохо укладываются на прямые % Тнл возрастание величины сопровождается увеличением инерционности отклика. [c.296]

Рис. 1. Примерный вид спектра рассеиваедюто пьезокристаллом излучения 1 — рэлеевское рассеяние 2 — комбинационное рассеяние на поляритонах и оптг1ческих фононах а — сигнальное параметрическое рассеяние 4 — холостое параметрическое рассеяние 5 — провал в об.тасти о)н/2 иа-аа отсутствия син-хрони.тма б — аффект линеаризации кристалла из-за прохождения квадратичной нелинейности через нуль при смене знака 7 — отсутствие синхронизма при уменьшении показателя преломления для холостой волны.

В области нормальной дисперсии величина показателя преломления увеличивается с ростом частоты, т. е. для изотропных сред условие ( ) не выполняется, но оно выполняется в области аномальной дисперсии. В анизотропных средах условие ( ) может быть выполнено и в области нормальной дисперсии в случае взаимодействия волн разл. поляризаций. Хотя при этом всегда п (ш1)< (ш2) и (со )<п (ш2] (индексы о и е относятся соответственно к обыкновенной и необыкновенной волнам), однако при не слишком малых параметрах анизотропии возможно o(oji) fl(( o2) (отрицат. кристаллы) или fJe(t0i)3= ((U2) (положит. кристаллы). В отрицат. нелинейном кристалле KDP условие Ф. с. при генерации второй гармоники выполняется при взаимодействии вида A<,((i)i)-i- ( Oi) = (0)2) или (Mi)-l- e(wi)=Arj(t02)- Подобные соотношения можно записать для др. типов трёхчастотных взаимодействий. [c.274]

В ячейке Поккельса с продольной конфигурацией величина двулуче-преломлення Дп = —Пу, создаваемая при приложении к ячейке постоянного (продольного) напряжения V, равна im — n rQ VjL, где По—(обыкновенный) показатель преломления, L — длина кристалла в ячейке и гез — соответствующая электрооптическая постоянная нелинейного кристалла. Выведите выражение для напряжения, которое необходимо приложить к ячейке Поккельса, чтобы система поляризатор — ячейка Поккельса, показанная на рис. 5.28, находилась в закрытом положении. [c.328]

Весьма эффективный метод согласования фаз в кристаллах — иопользование двулучепреломления. Коэффициенты преломления в двулучепреломляющих кристаллах на данной частоте различны для световых волн различной поляризации [1—8, 10]. Выберем поляризацию на меньших частотах oi, 2, соответствующую большему показателю преломления — необыкновенную в случае одноосного кристалла с положительным двулучепреломле-нием и обыкновенную в случае отрицательного двулучепреломления. Пусть тензор нелинейной восприимчивости обеспечивает при [c.28]

Здесь gir — параметр, характеризующий интенсивность инфракрасной волны и нелинейность кристалла z,. — координата пересечения поверхности постоянной фазы с осью z. Интеграл по I.V в формуле (2.35) по форме совпадает с интегралом Френеля— Кирхгофа для преломляющей поверхности Фр (г, ) = onst с показателем преломления п = kslk,r- Таким образом, нелинейный кристалл ведет себя как система непрерывно расположенных вдоль осп Z и когерентно излучающих поверхностей с апертурными диафрагмами с амплитудными прозрачностями Ap(zv, Ну) [175, 176, 223]. [c.57]

Таким образом, по отношению к фиксированному ИК-объек-ту нелинейный кристалл ведет себя как сферическая преломля-,ющая поверхность с показателем преломления п = ks/kir, расположенная в середине кристалла, с диафрагмой диаметром S (3.12) и при произвольном расположении источников взаимодействующих волн. [c.68]

Расчет преобразователя изображения в схеме КВС показал, что в направлении Y, параллельном линейному источнику цилиндрической волны накачки, нелинейный кристалл ведет себя как плоский преломляющий слой с показателем преломления п = kjktr. В перпендикулярном направлении преобразование сводится к повороту вокруг оси Y на угол Yi сдвигу на kplk )Zp и сжатию в ks/kir раз. При этом формируется астигматическое изображение, которое в первом фокусе Tsi идеально при произ- [c.97]

Для точных измерений -ХаЬс показатели преломления, прозрачность, длины когерентности и нелинейные восприимчивости образца и эталона должны быть сравнительно близки. Для материалов, прозрачных в видимой области спектра, в качестве эталонов используют кристаллический кварц, дигидрофосфат калия (b DP), ниобат лития и иодат лития. Для кристаллов, прозрачных в инфракрасной области, в качестве эталона используют арсе-нид галлия. В этом случае нелинейная восприимчивость измеряется для длины волны 10,6 мкм. [c.87]

Для измерения нелинейных восприимчивостей кристаллов, имеющих большие показатели преломления и длины когерентности, чаще используется метод клина [142-144]. Принципиальная схема измерения нелинейной восприимчивости зтим методом ничем не отличается от ранее рассмотрен- [c.88]

Еще несколько кристаллов того же класса симметрии, показатели преломления и составляющие тензоров нелинейной восприимчивости которых известны, описаны в табл. 23. Лишь один из них, 2-хлор-4-нит-роанилин, имеет значительные коэффищ1енты нелинейной восприимчивости. [c.167]

Преимущества, связанные с меньшей постоянной времени и слабой зависимостью Хайс (< > 0) молекулярных кристаллов от температуры, должны проявиться и при использовании в электрооптических дефлекторах световых пучков или злектрооптических линзах с управляемым фокусным расстоянием [244,245], принцип действия которых связан с созданием поперечного градиента показателя преломления под влиянием неоднородного электрического поля. При линейном градиенте происходит отклонение светового пучка, при квадратичном - фокусировка или, при достаточной протяженности рабочего элемента, канализация пучка. Однако пока что при реализации таких элементов решающую роль играет значение нелинейной восприимчивости x(w, со, 0) максимальное в кристаллах ниобатов [243]. Кроме того, при создании дефлекторов предпочитают пользоваться акустоэлектрическими системами [246], в основе которых лежит явление отклонения световых пучков вследствие дифракции на фазовой решетке, созданной ульразвуковыми волнами. Такие устройства дают значительно большие углы отклонения, чем дефлекторы на основе электрооптического эффекта. С ионными пьезоэлектриками в акусто-электрических устройствах, возможно, могут конкурировать молекулярные кристаллы комплексов переноса заряда, поляризуемость которых заметно зависит от колебаний решетки [247]. Пока вне конкуренции молекуляр- [c.178]

Первые сообщения о новом сегнетоэлектрическом материале — ниобате бария-натрия (НБН) появились в литературе в 1967 г. [1, 2]. По сравнению с известными нелинейными кристаллами эти кристаллы обладают значительными преимуществами. Они стабильны при воздействии ультрафиолетового излучения [3J, в них отсутствуют оптически наведенные неоднородности показателя преломления, имеющие место в LiNbOs и LiTaOs. Как полагают, причина стабильности кристаллов НБН при воздействии УФ-излучения лежит в их структуре [4]. [c.176]

В 1970 г. были получены новые нелинейно-оптические кристаллы BazLiNbsOis [10], имеющие ряд благоприятных для практического применения особенностей. Так, они являются одноосными, не имеют микродвойников при комнатной температуре и в них не наблюдается фотоиндуцированных неоднородностей показателя преломления. [c.244]

Для записи голограмм можно использовать нелинейные явления в твердом теле. Существует ряд материалов, в которых световое поле большой интенсивности вызывает изменения показателя преломления. Таким образом, можно получить объемные фазовые голограммы с высокой дифракционной эффективностью, которые стираются при температурном воздействиии. Разрешающая способность таких материалов находится на молекулярном уровне. Типичным примером является кристалл ниобата лития. Для записи голограммы используется аргоновый лазер с экспозицией / = 1 Вт/см и временем экспонирования несколько десятков секунд. [c.152]

Возникновение нелокального отклика в фоторефрактивных кристаллах с диффузионной нелинейностью можно качественно объяснить следующим образом. При диффузии носителей возникающий ток, а следовательно, и поле пространственного заряда оказываются пропорциональными градиенту концентрации фотовозбужденных носителей, т,е. градиенту распределения интенсивности в световой решетке. При этом возникает сдвинутая на Фр = тг/2 решетка изменения показателя преломления (рис. 2.3), [c.48]

До сих пор мы говорили о классической тепловой нелинейности, в основе которой лежит изменение плотности среды. Однако неоднородность Кмпературы может привести к изменению показателя преломления и через другие механизмы. Особенно сильно это должно сказьшаться в системах с фазовыми переходами. Остановимся на одной из них - ориентированном нематическом жидком кристалле. В нем изменение температуры при-В0Д1Т наряду с изменением плотности к изменению параметра порядка, [c.57]

Наряду с описанным выше механизмом изменения показателя преломления в полупроводниковых кристаллах реализуются и другие нелинейные механизмы. Во-первых, это описанный в п. 2.3.1 тепловой механизм. Другая причина изменения показателя преломления связана с переходами свободных носителей внутри зоны проводимости. За счет этих переходов реализуется тепловая нелинейность, так как возбужденный носитель, термализуясь, греет кристаллическую решетку. Другая причина заключается в непараболичности зоны. Кроме указанных механизмов, изменение показателя преломления может быть связано с рождением экситонов, особенно при низкой температуре. Наконец, отметим, что в полупроводниковых кристаллах без центра инверсии возможен и фоторефрактивный эффект, описанный в п. 2.2.5. [c.59]

На практике зачастую нелинейное изменение показателя преломления обусловлено действием сразу нескольких независимых нелинейных механизмов. Так, например, в случае растворов насыщающихся поглотителей -это резонансный и тепловой, для полупроводниковых сред — рождение свободных носителей, их переходы внутри зоны проводимости и тепловой,-В случае фоторефрактивных кристаллов также возможно одновременное действие ряда механизмов диффузионного, фотовольтаического, за счет возбуждения циркулярных токов и т.д. [c.69]

Подавляющее большинство четырехволновых взаимодействий описывается уравнениями (3.20). Связано это с тем, что большая часть нелинейных процессов, используемых для их осуществления, характеризуется инерционным локальным откликом. Диффузионный сдвиговый механизм формирования решеток пространственного заряда также достаточно универсален - неоднородное периодическое распределение фотовоз-бужденных носителей всегда создает поле пространственного заряда. Однако модуляция показателя преломления на нужной пространственной частоте из-за действия этого поля возникает только в кристаллах без центра инверсии и проявляется в материалах с ярко выраженным линейным электроотическим эффектом. [c.114]

ХЬзер на жидкости с тепловой нелинейностью. Наиболее универсальной нелинейностью является тепловая, обусловленная изменением показателя преломления среды при ее нагреве. Очевидно, что такой нелинейностью обладают все среды, но наиболее шльной эта нелинейность бывает в жидкостях и газах, что связано с перераспределением плотности среды при ее неоднородном нагреве. Процесс же перераспределения плотности протекает за конечное время, определяемое при невысоких перепадах температур скоростью распространения звука. Поэтому изменение с температурой показателя преломления жидкости или газа описьшается двумя константами изохорической (дп/ЬТ)г и изобарической (дп/дТ)р. Вторая из этих констант измеряется в равновесии, когда после нагрева произошло выравнивание давления, и хорошо известна для разных сред. Первая же константа (изохорическая) не измерена, и известно лишь, что она меньше второй. Типичные значения (Эи/ЭГ) для изотропных жидкостей имеют порядок 10 К . Еще большие величины наблюдаются у анизотропных жидкостей-нематических жидких кристаллов dnjdT)p 10 К . В этом случае большая нелинейность обусловлена в основном зависимостью параметра порядка кристалла от температуры. Именно изменение параметра порядка (особенно вблизи фазового перехода) приводит к такому большому изменению показателя преломления ориентированного нематического жидкого кристалла. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...