ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Параметрические процессы и параметрические преобразователи [c.300]

Чтобы подойти вплотную к аналитическому описанию как ГВГ, так и параметрических процессов, необходимо показать, каким образом можно ввести в волновое уравнение нелинейный член поляризации [например, в виде (8.41)], вызывающий генерацию волн. Поля в среде удовлетворяют уравнениям Максвелла [c.504]

Строго говоря, уравнения (8.72) справедливы в случае бегущей волны, когда в кристалле произвольной длины распространяются три волны с частотами (Oi, (02, соз- Покажем теперь, каким образом эти уравнения можно применить к случаю оптического параметрического генератора, схематически показанного на рис. 8.8. Рассмотрим сначала этот генератор, работающий по схеме двойного резонатора. В этой схеме внутри резонатора в прямом и обратном направлениях распространяются две волны с частотами (Oi и (02. Параметрический процесс имеет место здесь только тогда, когда направления распространения этих волн и волны накачки совпадают (поскольку лишь при данных обстоятельствах удовлетворяется условие фазового синхронизма). Если развернуть оптический путь волны в резонаторе так, как показано на рис. 8.9, а, то из рисунка очевидно, что волны испытывают потери на любом участке пути, в то время как параметрическое усиление имеет место лишь на одном из двух отрезков пути. Эту ситуацию можно эквивалентно представить в виде схемы, приведенной на рис. 8.9, б, если соответствующим образом определить коэффициент эффективных потерь а, (/=1, 2). Потери, определяемые на рис. 8.9,6 длиной кри- [c.508]

Глава 10 ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ [c.281]

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]

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]

Для объяснения генерации второй гармоники было предложено несколько физических механизмов [56-59]. Все они связаны с периодическим выстраиванием неких объектов, таких, как центры окраски [56] или дефекты [57] вдоль световода, таким образом, что автоматически выполняется условие фазового синхронизма, В одной модели [57] выстраивание возникает через параметрический процесс третьего порядка, в котором смешиваются накачка и вторая гармоника (генерируемая внутри световода или введенная извне) и создают статическую поляризацию (на нулевой частоте), задаваемую следующим образом [c.311]

Сопоставление выражений (4.59) и (4.60) показывает, что в одинаковых условиях порог генерации в параметрическом кольцевом резонаторе на среде с нелокальным (положительным, т.е. Г > 0) откликом будет меньше, чем в среде с локальным откликом. Этот результат в достаточной мере очевиден, так как для нелокального отклика как прямой энергообмен, так и параметрический процесс усиливают сигнальную и холостую волны, в то время как для локального отклика усиление обеспечивает только параметрический процесс. [c.168]

Последнее свойство характерно не только для усиления на сдвиговых решетках, но и в равной степени для любого параметрического процесса, [c.259]

Это соотношение можно рассматривать как закон сохранения импульса фотонов. Параметрическая генерация света является аналогом параметрического усиления или параметрической генерации высокочастотных электромагнитных колебаний. В последнем случае термин параметрический процесс вводится по той причине, что речь идет о периодическом изменении одного из параметров колебательного контура, чаще всего его емкости. В результате такого воздействия имеет место усиление или генерация колебаний на определенных частотах. При оптическом параметрическом усилении или оптической параметрической генерации колебательный контур заменяется нелинейным оптическим кристаллом. Под воздействием интенсивной волны накачки диэлектрическая проницаемость среды меняется с частотой этой волны, что соответствует периодическому изменению емкости упомянутого выше колебательного контура. Параметрическое взаимодействие в оптическом диапазоне также представляет важные возможности практического применения. [c.287]

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]

В описанных выше параметрических явлениях люминесценции, усиления и генерации света принимали участие фотоны трех частот (О,, г, 3. Известны и более сложные многофотонные параметрические процессы (четырех-, пяти-, шестифотонные и т. д.). [c.853]

ЛИ взаимодействует с плазмой преломляется, отражается, поглощается и рассеивается. Осн. механизмы поглощения тормозное резонансное, связанное с возбуждением плазменных колебаши вблизи продольной (вдоль градиента плотности) компонентой электрич. поля ЛИ, возникающей при наклонном падении лазерного луча на. мишень аномальные (нелинейные, параметрические) процессы (напр., распад лазериого фотона на два плазмона). [c.562]

В гл. 10 рассмотрены параметрические процессы, при которых происходит обмен энергиями между несколькими оптическими волнами без активного участия нелинейной среды. Параметрические процессы эффективно происходят, только когда выполнено условие фазового синхронизма. Эти условия относительно легко выполнить для нелинейного процесса четырехволнового смешения. И ему посвящена основная часть главы. Теория параметрического усиления следует из рассмотрения нелинейного взаимодействия четырех волн. Подробно обсуждаются экспериментальные результаты и способы получения фазового синхррнизма. Вслед за этим рассматриваются параметрическое усиление и его применения. Последний раздел [c.30]

Параметрические процессы третьего порядка обусловлены взаимодействием четырех оптических волн и включают в себя явления генерации третьей гармоники, четырехволнового смешения и параметрического усиления [1-5]. Четырехволновое смешение достаточно интенсивно исследовалось [6-29], поскольку это довольно эффективный способ генерации новых частот. Его основные свойства следуют из рассмотрения нелинейной поляризации третьего порядка [c.282]

С практической точки зрения пять типов взаимодействия, приведенные в табл. 10.1, можно разбить на две категории. Первые два процесса соответствуют случаю, когда мощность накачки разделяется между быстрой и медленной модами. В остальных случаях накачка поляризована вдоль медленной оси. В первой категории процессов параметрическое усиление максимально, когда мощность накачки в двух поляризационных модах равна, т. е. 0 = 45, где 0-угол между направлением поляризации накачки и медленной осью. Даже в этом случае различные процессы конкурируют между собой, поскольку значения коэффициентов параметрического усиления для всех этих процессов приблизительно одинаковы. В эксперименте [21] наблюдалось четырехволновое смешение с синхронизмом типа I при накачке импульсами длительностью 15 пс на длине волны 585,3 нм от лазера на красителе с синхронизацией мод. Доминировал параметрический процесс типа I, поскольку в этом случае расстройка групповых скоростей различных волн относительно мала. [c.299]

К настоящему вромепи рядом авторов построена подробная теория влияния всех перечисленных шумов па чувствительность нелипейио-оптического приемника ИК-излучения параметрические процессы рассмотрены в работах [20, 72]. В [32] проанализированы шумы системы преобразователь — приемник видимого диапазона и выведена общая формула для эквивалентной шумовой мощности (NEP) [c.126]

Во всех процессах смешения волн необходимым условием возникновения усиления является пространственное рассогласование (сдвиг) световых и создаваемых ими динамических решеток. В средах с нелокальным откликом такой сдвиг вызывается асимметрией свойств этих сред [15, 20]. В средах с локальным откликом при параметрических процессах появляется рассогласование световой решетки, сформированной с участием усиливаемой сигнальной волны, по отношению к динамическим решеткам, записанным чужими пучками [44]. В невырожденных процессах смешения волн отставание бегущей динамической решетки от записьтающей световой решетки вызвано конечным временем релаксации создаваемых в среде нелинейных изменений [23] (ср. с запаздыванием на четверть периода колебаний вынужденного рассеяш ого излучения Мандельштамма -Бриллюэна [32, 45]). Необходимость пространственного рассогласования динамической решетки и инициирующего поля для возникновения энергообмена взаимодействующих пучков является следствием общего для всех колебательных процессов принципа, согласно которому вынужденные колебания осциллятора всегда совершаются с фазовой задержкой тг/2 по отношению к вынуждающей силе. [c.14]

Остановимся на структуре уравнений (3.20) и (3.21). Первое слагаемое в их правых частях отвечает за линейное поглощение. Следующая сумма в (3.20) (от которой в (3.21) осталось одно слагаемое) описывает двухпучковое взаимодействие. Это взаимодействие всегда синхронно, а энергообмен за счет него возможен лишь при ipif Ф О, т.е. когда имеется сдвиг голограммы относительно записавшей ее интерференционной картины. Это особенно наглядно демонстрирует система уравнений (3.21), описывающая именно двухпучковое взаимодействие. Наконец, последнее слагаемое в (3.20) описывает параметрический процесс, когда, как отмечалось выше в отношении уравнений (3.13), две волны записывают голограмму, третья дифрагирует на ней, порождая четвертую. Так, например, слагаемое, содержащее сомножитель 142( 4 2 3 1). описывает запись голограммы волнами 4 к 2, ее считывание волной 3 и рождение волны 1. Видно, что такой параметрический процесс может происходить при любом tPij. Это и понятно, поскольку для считывающей волны голограмма оказывается подобной заданной, а дифракция на заданной голограмме одной волны не зависит от положения штрихов голограммы. [c.71]

При параметрическом процессе энергия всегда перекачивается из единственного пучка накачки в сигнальную и сопряженную волны, независимо от знаков Г и S2. В то же время прямой двухпучковый обмен чувствителет к знаку константы связи Г. Поэтому кратности усиления волн с1 и с2 при равных по модулю, но разных по знаку Г могут существенно отличаться. [c.119]

Генерация при попутном векторном четырехпучковом взаимодействии. Попутные параметрические процессы обеспечивают усиление двух волн — сигнальной и рождающейся в результате взаимодействия холостой. Поэтому генераторы на их основе могут создаваться за счет введения обратной волны как по сигнальной, так и по холостой волне. Возможно использование как линейных, так и кольцевых резонаторов. Здесь мы рассмотрим только кольцевые однонаправленные генераторы для описания генерации в линейных резонаторах необходим анализ системы уравнений, включающий набор встречных волн (шестипучковое взаимодействие). [c.166]

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]

Величина сдвига не зависит от длины волны падающего света (если рассматривается нерезонансное рассеяние, для которого энергия кванта падающего света лежит вне полосы поглощения). Несмотря на появление новых частот, процесс комбинационного рассеяния является линейным по интенсивности падающего света и относится, как и ман-дельштам-бриллюэновское рассеяние, к параметрическим процессам. Интенсивность рассеяния пропорциональна, как и в случае рэлеевского [c.50]

Смотреть страницы где упоминается термин ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ : [c.292] [c.305] [c.543] [c.508] [c.510] [c.4] [c.281] [c.282] [c.283] [c.285] [c.287] [c.289] [c.291] [c.295] [c.297] [c.299] [c.301] [c.305] [c.307] [c.308] [c.309] [c.313] [c.315] [c.92] [c.93] [c.67] [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...