Измерение нелинейной восприимчивости

Измерение нелинейной восприимчивости [c.86]

Методы измерения нелинейной восприимчивости х,- > молекулярных кристаллов ничем не отличаются от методов, применяемых при исследованиях неорганических материалов и полупроводников [137—139]. Все они основаны на измерении зависимости мощности сигнала на частоте преобразованного излучения от квадрата мощности падающего излучения. Действительно, отношение этих величин пропорционально XjV f (см.(З), (15)). [c.86]

Рис. 24. Схема экспериментальной установки для измерения нелинейной восприимчивости методом клина

Для измерений нелинейных восприимчивостей, описанных в предыдущем разделе, необходимы монокристаллы хорошего оптического качества. Эти кристаллы можно потом использовать в качестве нелинейных преобразователей. [c.91]

Таким образом, качественные исследования закономерностей возрастания нелинейных восприимчивостей второго порядка с помощью измерения гиперполяризуемости растворов и нелинейных восприимчивостей порошков равнозначны. Поскольку измерения нелинейных восприимчивостей порошков проще, этот метод в основном и использовался для установления критериев возрастания йц. Для количественного вычисления нелинейных восприимчивостей необходимо исследование гиперполяризуемостей, которые позволяют вычислить компоненты тензора нелинейной восприимчивости кристаллов по параметрам отдельных молекул. [c.106]

Измерения нелинейных восприимчивостей, их симметрии и дисперсионных свойств как функции нескольких частот дают дополнительную информацию о структуре вещества. [c.262]

Гл. 4, Нелинейные материалы , посвящена прежде всего описанию свойств нелинейных кристаллов, получивших наиболее широкое распространение,— кристаллов КОР и АОР, нио-бата лития, иодата лития, ниобата бария-натрия. Наряду со справочными данными о нелинейных и дисперсионных свойствах приведены сведения о структуре и физических свойствах этих кристаллов. Значительное внимание уделено проблеме од-породности нелинейных кристаллов обсуждаются различные методики измерения нелинейных восприимчивостей. Авторы многократно обращаются к деталям эксперимента, наглядным физическим интерпретациям и т. п. [c.11]

Измерение козффициентов преломления кристаллов необходимо для точного определения нелинейной восприимчивости и направлений синхронизма. [c.81]

Другими преимуществами КАРС, которые предопределяют широкое использование этого метода в газовом анализе, являются отсутствие засветок в антистоксовой области спектра, связанных с люминисценцией, высокое спектральное и временное разрешение (см. рис. 4ЛЗ) и высокий уровень сигнала. Вследствие того что мощность когерентно рассеянного сигнала, определяемого квадратом модуля кубической нелинейной восприимчивости (4.5.1), согласно (4.5.3) зависит от разности равновесных населенностей исходного и конечного уровней комбинационного перехода, спектроскопия КАРС позволяет проводить точные локальные измерения колебательной и вращательной температур газов, в том числе в пламенах, электрических разрядах и плазме. [c.284]

В связи с тем, что объем взаимодействия для светового луча в нелинейной среде трудно определить, ошибка измерения этой восприимчивости может достигать, по-види-мому, 200%. Указанный эксперимент позволяет осуществить интересную проверку пространственно-частотных перестановочных соотношений для тензора нелинейной восприимчивости путем сравнения выпрямления с линейным электрооптическим эффектом в постоянном поле [c.200]

Трудность получения надежной величины нелинейной восприимчивости по измеренной интенсивности второй гармоники связана с многомодовой структурой излучения твердотельных лазеров высокой мощности. Распределение интенсивности в произвольном поперечном сечении луча точно не известно. Импульсный характер излучения создает дополнительные трудности. Интенсивность второй гармоники пропорциональна не квадрату интегральной интенсивности излучения основной частоты, а интегралу от квадрата этой интенсивности. Связанные с этим затруднения подробно анализируются в следующем параграфе. [c.202]

Хотя газовый лазер может работать в режиме одной поперечной моды, тем не менее при этом могут существовать еще несколько продольных мод с эквидистантными частотами. Ниже будет показано, что это может вызвать систематическую ошибку при определении величины нелинейной восприимчивости из опытов по генерации второй гармоники истинная величина зе может оказаться меньше измеренной в ]/2 раз. Многомодовая структура излучения реального лазера, который можно рассматривать как ряд параллельных когерентных генераторов, существенно усложняет картину взаимодействия волн в нелинейной среде многомодовая структура вызывает, в [c.204]

Выражение (2.16) позволяет существенно сократить число независимых компонент нелинейной восприимчивости. Чтобы по достоинству оценить эти сокращения, сначала обобщим нашу теорию на случай трех измерений и, кроме того, учтем взаимодействие генерируемой волны с падающими волнами. [c.51]

В основном тексте книги рассмотрены лишь материалы с квадратичной нелинейностью. Однако в последние годы все более широкое применение находят материалы с кубичной нелинейностью, в частности, пары щелочных металлов, благородные газы, жидкости и др. [25—33] (см. также литературу в разд. III дополнения). Получены первые результаты по измерению высших нелинейностей кристаллов [34—38]. В последние годы большое внимание уделяется методам расчета нелинейных восприимчивостей материалов, в связи с чем выполнен целый ряд работ, посвященных этому вопросу [39—48]. [c.239]

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]

Рис. 23. Блок-схема установки для измерения нелинейной восприимчивости методом полос Мейкера

Измерение макроскопической гиперполяриэуемости Г в принципе ничем не отличается от измерения нелинейной восприимчивости (разд.3.4), Интенсивность преобразованного излучения на выходе из раствора или кристалла является осциллирующей функцией пройденного в нелинейной среде пути / [c.97]

Случай л<е7а-нитроанилина является спорным. Из представленных в табл. 18 данных следует, что векторная часть нелинейной восприимчивости этого кристалла, вычисленная по аддитивной схеме, несколько меньше экспериментально измеренной. Однако зто различие меньше, чем разброс результатов измерений нелинейной восприимчивости зтого кристалла, приведенных в разных работах. Следует отметить, что, если вместо аддитивной схемы с использованием мезомерных моментов заместителей для вычисления воспользоваться гаперполяризуемостью, молекулы, расчетная величина d[ возрастет и практически совпадет с результатами наиболее надежных измерений нелинейной восприимчивости кристалла [ПО]. Таким образом, нелинейная восприимчивость л<ега-нитро-анилина, по-видимому, не может быть вычислена по аддитивной схеме. [c.130]

И ДЛЯ комплексных значений ел, бт и 8s. В сильно поглощающей среде нелинейные эффекты легче наблюдать в поле отраженных лучей. При этом следует иметь в виду, что в этом случае нелинейная восприимчивость возрастает, что обусловлено резонансными эффектами (см. гл. 1 и 2). Эффективный поверхностный слой, дающий существенный вклад в отраженный луч второй гармоники, имеет толщину порядка меньшей из длин затухания для волн с частотами со и 2со, Это отражено в формуле (4.8), где в знаменателе присутствуют величины е и Ет. Интенсивность отраженной волны второй гармоники пропорциональна квадрату нелинейной восприимчивости ] NL 2 g рд 5 более подробно обсудим методику измерения нелинейной восприимчивости среды по интепсив-ности отраженной гармоники, там же обсуждаются и факторы, определяющие ее поляризацию. Амплитуда отраженной волны, поляризованной в плоскости отражения, может быть найдена аналогичным образом она определяется компонентой нелинейного источника в этой плоскости см. формулу (4.12) приложения И]. [c.134]

Фиг. 21. Схема экспериментальной установки для измерения нелинейной восприимчивости кристалла GaAs методом отражения.

Объектом измерения в КАРС-спектрохронографии являются текущие антистоксовы спектры /(со,, t), определяемые зависящими от времени кубичными нелинейными восприимчивостями [c.149]

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]

Ограничений по мощности можно избежать, если производив измерения в условиях синхронизма [144], т.е. если луч света распространяется по кристаллу в направлении, для которого фазовые скорости падающего и преобразованного излучения равны между собой. При этом мощность преобразованного излучения растет примерно пропорщюнально квадрату пути, пройденного в кристалле, и уровень мощности на выходе из кристалла может быть весьма значителен. Для определения нелинейной восприимчивости в направлении синхронизма достаточно измерить и толщину кристалла. Высокий уровень мощности преобразованного излучения позволяет использовать для измерений газовые лазеры, что существенно повышает точность измерения. Однако практически невозможно подобрать геометрию опыта таким образом, чтобы измерялась одна компонента тензора. Нелинейное преобразование в условиях синхронизма определяется значением зффективной нелинейной восприимчивости, зависящей от нескольких компонент тензора, согласно соотношению [c.90]

Измерение генерации второй гармоники излучения в порошках органических соединений (порошковая методика - [151-153], разд. 3.6) позволяет оценить норму нелинейной восприимчивости кристаллов, т.е. сумму норм векторной и септорной частей нелинейной восприимчивости. Таким образом, измерение генерации второй гармоники в порошках соединений, состоящих из несимметричных молекул, дает несколько больше сведений о нелинейной восприимчивости, чем измерение генерации второй гармоники в растворе этих молекул в присутствии постоянного поля. [c.105]

Значительно больше сведений, чем обе вьшеупомянутые методики, дает измерение всех компонент тензора х /л (dn) в монокристаллах органических соединений. Если расположение молекул в кристалле известно, то с помощью соотношений (43) - (46) можно определить все составляющие тензора Если гиперполяризуемость молекул имеет лишь одну или две отличные от нуля компоненты ( одномерная или двумерная гиперполяризуемость), то это накладывает некоторые ограничения на нелинейные восприимчивости кристаллов, что поддается экспериментальной проверке (см. [200] и разд. 4.5). [c.106]

Больше всего сведений о возможности перенесения закономерностей, выявленных для гиперполяризуемости, на кристаллы получено при сравнении двух экспериментально измеренных величин векторной части нелинейной восприимчивости хуу d zz и векторной части гиперполяризуемости >ххх Рхуу + Pxzz, связанных между собой соотношением dx =flV os 0,-. Здесь V - объем элементарной ячейки [c.106]

В целом результаты поляритонного рассеяния позволяют сделать важные выводы о свойствах вещества молекул (в жидкостях) и кристаллов. Во-первых, возникает связь между величинами, доступными измерениям, и атомными величинами в качестве примера можно указать на соотношение (3.16-60) для стоксова коэффициента усиления. Во-вторых, становится возможным определение важных макроскопических оптических величин, таких как характеристические параметры в нелинейных восприимчивостях, в дисперсионных и в релаксационных соотношениях. В определенных случаях из поляритонного рассеяния определяются оптические величины в таких областях длин волн, для которых при других методах возможны только экстраполяции. Например, в области сильной поляритонной дисперсии были определены коэффициенты поглощения и показатели преломления в инфракрасном диапазоне. Большой интерес представляют измерения времен жизнц возбужденных колебательных состояний решетки. Изменяя направления входного луча и поляризации по отношению к пространственному положению кристалла и измеряя угловое распределение возникающего излучения, можно [c.394]

Недавно Терхьюн и его сотрудники [40] наблюдали нелинейные оптические эффекты, связанные не с нелинейными свойствами среды как целого, а с нелинейными свойствами отдельных молекул—так называемое трехфотонное молекулярное рассеяние. Последнее открывает важные перспективы изучения микроструктуры оптических нелинейностей и, несомненно, явится фактором, стимулирующим дальнейшие теоретические исследования. Интересно, что измеренная в работе -[40] нелинейная восприимчивость молекулы ССЦ соответствует восприимчивости типичных пьезоэлектрических ристаллов. Опыты такого рода могут способствовать выяснению вопроса о влиянии межмолекулярного взаимодействия на нелинейную восприимчивость. [c.19]

Ширина запрещенной зоны в GaAs, равная 1,35 эв, больше энергии кванта излучения неодимового лазера, равной 1,17 эв. В этом случае, воспользовавшись соотношением (4.15), нелинейную восприимчивость можно также измерить по генерации гармоники в объеме. Оба метода дают согласующиеся результаты, но измерения по методу отражения оказываются в 2—3 раза более точными. Большая неопределенность результатов измерения восприимчивости по генерации гармоники в объеме вызвана неопределенностью значений комплексного линейного показателя преломления. В выражение (4.15) для интенсивности гармоники входит разность этих величин, взятых на частотах со и 2(о. Указанное обстоятельство ограничивает точность такого метода. [c.219]

Восприимчивости измеряют, связывая эффективность нелинейного процесса с интенсивностью взаимодействующих в нелинейном процессе волн (напр., в случае генерации 2-й гармоники Н. в. 2-го порядка связывают с интенсивностью накачки) 6,7]. При этом используется информация о пространственно-временном профиле взаимодействующих пучков, их спектральном составе, длине исследуемого образца, его ориентации, поляризации излучения и выполнении условий фазового синхронизма. Абс. измерения оптич. нелинейностей — сложная задача, поэтому часто используют относит, измерения. Эталонным кристаллом для относит. измерений 2-й гармоники является кристалл КОР (КН РО ), у к-рого = 1,1-10" СГСЭ (длина волны накачки к — 1,06 мкм), в ИК-области — кристалл арсенида галлия с х 3,2-10" СГСЭ к = = 10,6 мкм). Для поиска новых нелинейных материя-лов широко применяется методика измерения относит. Н. в. в порошках, позволяющая оценить оптич. нелинейность кристаллов и установить возможность синхронных нелинейных взаимодействий, не располагая большими монокристаллич. образцами. Коэф. преломления подавляющего большинства оптич. материалов отличаются не более чем на порядок, а различие ку-бич. Н. в. составляет более десяти порядков величины. Нерезонансеое значение х оптич. стёкол и щелочно-галоидных кристаллов изменяется в диапазоне (10-1 —10-13) СГСЭ, напр. для ЫР СГСЭ, [c.311]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...