Параметрическое усиление и генерация

Оптические параметрические генераторы наряду с лазерами на красителях являются наиболее важными источниками перестраиваемых по частоте ультракоротких световых импульсов. Под параметрическим усилением и генерацией понимают нарастание интенсивности или генерацию двух световых волн с частотами 0)2 и соз в определенной среде, облучаемой сильной световой волной, называемой волной накачки, с частотой соь Параметрическое взаимодействие следует рассматривать как процесс, обратный процессу смешения частот. Если исходное излучение является монохроматическим, то частоты усиливаемых и генерируемых волн со2 и соз связаны с частотой исходной волны oi соотношением [c.286]

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ ЗВУКА [c.156]

Параметрическое усиление и генерация [c.179]

В нелинейной теории колебаний и ее приложениях (в особенности в радиотехнике) параметрические процессы при использовании достаточно интенсивных периодических изменений сосредоточенных параметров (емкости, индуктивности) позволяют осуществить усиление слабых колебаний и создать параметрические усилители и параметрические генераторы. Подобным образом обстоит дело в нелинейных системах с распределенными параметрами, в которых также можно осуществить параметрическое усиление и генерацию. Это с успехом делается в радиофизике и оптике. В акустике же получены менее значимые результаты. [c.99]

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ 171 [c.171]

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ 173 [c.173]

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ 175 [c.175]

Если при параметрическом усилении и при параметрической генерации могут быть выделены вполне определенные отдельные моды генерируемого излучения (это связано с наличием определенных резонаторных схем), то в случае параметрической флуоресценции выходной спектр (кристалла, облученного интенсивной волной на- [c.342]

Наиболее важное требование, характеризующее качество нелинейного материала, вытекает из сущности процесса согласования фаз. Нелинейное взаимодействие — будь то ГВГ, параметрическое усиление или генерация, или преобразование частоты вверх — есть процесс взаимодействия бегущих волн, в котором направление передачи энергии определяется мгновенным соотношением фаз взаимодействующих волн. Согласование фаз предполагает точную подстройку показателей преломления для различных частот и поляризаций, так что если на входе в кри- [c.99]

В предыдущем разделе мы показали, что волна накачки с частотой 3 через взаимодействие в нелинейном кристалле может привести к одновременному усилению оптических волн с частотами со и oj, причем 3 = СО + oj. Если нелинейный кристалл поместить внутри оптического резонатора, который настроен в резонанс на частоте сигнальной или холостой волн (или на обеих частотах), то при некоторой пороговой интенсивности накачки параметрическое усиление будет вызывать одновременную генерацию на частотах как сигнальной, так и холостой волн. Пороговая интенсивность для этой генерации соответствует значению, при котором параметрическое усиление в точности компенсирует потери сигнальной и холостой волн [16—18]. Это является физической основой оптического параметрического генератора. Практическое значение такого генератора состоит в том, что он может преобразовывать выходную мощность лазера накачки в когерентное излучение на сигнальной и холостой частотах. [c.574]

За 20 лет существования нелинейной волоконной оптики были достигнуты большие успехи как в решении прикладных задач квантовой электроники, так и в изучении фундаментальных физических явлений. Такие нелинейные процессы, как параметрическое усиление, вынужденное комбинационное рассеяние и вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна, успешно используются в создании и разработке волоконных лазеров, усилителей и преобразователей параметров излучения. В волоконных световодах изучаются сжатые состояния света, генерация и распространение оптических солитонов, явление фоточувствительности стекла. [c.5]

Как и при генерации второй гармоники, при параметрическом усилении в условиях существенного группового запаздывания возможна [c.124]

Так, например, в кварцевых стеклах L фф=0,3 мм, а L,ффЯ l м при Х = 1,06 мкм, То = 10 12 с и стоксовом сдвиге частоты 440 m 1. Асимметрия попутного и встречного ВКР в жидкостях экспериментально исследовалась в [38]. Решение уравнений (8) при сильном энергообмене для попутного и встречного взаимодействий волн приведено в [42]. Отметим, что при встречном взаимодействии за счет преимуш.ест-венного усиления фронта стоксовой волны возможно формирование гигантского стоксова импульса — ситуация во многом аналогичная генерации гигантских импульсов при ГВГ и параметрическом усилении ( 3.3). Впервые этот эффект наблюдался в экспериментах [37]. [c.138]

Параметрическая генерация сверхкоротких импульсов. Широкая полоса параметрического усиления в кристаллах с квадратичной нелинейностью позволяет генерировать и усиливать фемтосекундные световые импульсы сводку данных по ПГС можно найти в [3]. Применение ПГС в фемтосекундных лазерных системах предъявляет повышенные требования к стабильности и спектральному качеству генерируемых импульсов. [c.257]

Эта система уравнений будет в дальнейшем решена для случаев генерации суммарных и разностных частот и параметрического усиления в предположении, что коэффициенты преобразования не достигают слишком высоких значений. Как и для генерации второй гармоники, примем, что в области рассматриваемых частот среда свободна от потерь в смысле определения, данного в разд. 1.23. [c.176]

Нелинейный оптический отклик, характеризуемый параметрами djjf, и Xijhn приводит к многочисленным интересным явлениям и применениям. Нелинейность второго порядка Р. = Id-ji EjE, ответственна за генерацию второй гармоники [1] (удвоение частоты), за генерацию суммарной и разностной частот и за параметрическое усиление и генерацию. Член третьего порядка Р = фи- [c.543]

В области экспериментальной нелинейной оптики наиболее интересные исследования за время, прошедшее после написания книги Бломбергена, выполнены в области параметрического усиления и генерации света и вынужденного рассеяния. Особый интерес здесь представляют работы, имеющие целью создание плавно перестраиваемых параметрических генераторов непрерывного действия, использующих в качестве генераторов накачки газовые лазеры [51]. Широкий круг исследований по вынужденному комбинационному рассеяниювыполненных в разных странах, показал, что, хотя многие важные черты наблюдаемых здесь явлений согласуются с теорией типа теории, развитой в гл. 4 настоящей книги, имеются и явления, не укладывающиеся в эту теоретическую схему. К последним относятся существенные отличия в диаграмме направленности антистоксового излучения (иногда оно становится диффузным), аномально большие коэффициенты усиления стоксовых компонент, в несколько раз превосходящие теоретические, резкое уширение линий и т. п. Эти явления обсуждались на состоявшихся летом 1965 г. конференциях по [c.26]

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]

Различают резонансные н нереаонансные П. к. с. В резонансных — нараметры меняются периодически, с периодом, находящимся в определённом целочисленном соотношении с периодом собств. колебаний или волн в системе. Это может приводить к эффектам раскачки поля из-за накапливающейся передачи энергии систе.ме в такт с её колебаниями (см. Параметрический резонанс). Это явление используется для усиления и генерации колебаний и волн (см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний, Параметрический генератор света). [c.537]

Для параметрического усиления и преобразования света, генерации оптических гармоник обычно используют нерезонансный электронный нелинейный отклик газов н кондеснроваиных сред. Время установления отклика t ., не превышает при этом 10 с. Увеличение интенсивности света, достигаемое при сни-хронизацин мод в лазере (фокусировка во времени) приводит к существенному повышению эффективности нелинейного взаимодействия волн. [c.110]

В слз чае многопучковых взаимодействий параметрическое усиление, нечувствительное к знаку Д и характеру нелинейности (локальная или нелокальная), может ослаблять либо усиливать энергообмен из-за двухпучкового взаимодействия. В некоторых случаях наличие суммарного усиления и генерации дает информацию о соотношении действительной и мнимой (симметричной и антисимметричной) компонент фотогальванического эф- кта a/ 3s [97]. [c.256]

Возможность усиления звука звуком, т.е. прямого преобразования частоты акустических колебаний без участия электромагнитных полей, представляет значительный принципиальный интерес. Как уже отмечалось, эффективность такого процесса для заданных частот не может быть высокой в отсутствие дисперсии. Позтому если, например, в радиотехни-ке сверхвысоких частот и оптике параметрические усилители и генераторы давно реализованы и неоднократно использовались, то в акустике преобразование частоты осуществляется, как правило, электроакустическим способом. Исключение составляют, пожалуй, лишь параметрические антенны (причем, как отмечалось, термин параметрические для них не соответствует принятому в теории колебаний и радиофизике), но эффективность преобразования в них чрезвычайно мала. Вместе с тем в диспергирующих системах возможны существенное параметрическое усиление и эффективная параметрическая генерация звука. [c.156]

После изучения генерации суммарных и разностных частот рассмотрим теперь в качестве еще одного важного нелинейного эффекта второго порядка параметрическое усиление и параметрическую генерацию. При этом будут исследованы входящая волна излучения накачки (частота сор, волновое число к ) и возникновение или усиление сигнальной волны ( os, ks.) и холостой (idler) волны (ai,ki). Все частоты считаются достаточно удаленными от резонансов с атомными системами, так что в самой среде не индуцируются какие-либо резонансные переходы. В рассматриваемом процессе фотон волны накачки распадается на фотон сигнальной волны и на фотон холостой волны, причем в этом процессе в соответствии с законом сохранения энергии соблюдается связь между частотами вида [c.342]

Ч Здесь и далее автор пользуется введенной им ранее классификацией нелинейны.х волновых взаимодействий (см,, например, приложение III к книге). Параметрическими он называет волновые взаимодействия, характер протекания которых существенно зависит от фазовых соотношений между взаимодействующими волнами (такие, как генерация гармоник, смешение, собственно параметрическое усиление и т. п.), а комбинационными — взаимодействия типа стоксова комбинациопного рассеяния, которые зависят от квадратов амплитуд (чисел фотонов) и не зависят от фаз. Подробную мотивировку такой классификации можно найти также в [39 ], Определенным неудобством указанной терминологии является то обстоятельство, что часто термин параметрическое взаимодействие понимается в более узком смысле (ом,, в частности, приложение I), Поэтому далее, там, где использование термина параметрическое взаимодействие может вызвать неясности, сделаны примечания. Отметим также, что более удачными представляются использующиеся также в литературе для обозначения вышеуказанных типов взаимодействий термины когерентные и некогерентные волновые взаимодействия, — Прим. ред. [c.56]

Пожалуй, наибольшее значение имеет задача о трехчастотном параметрическом взаимодействии, вообще для параметрического усиления или генерации необходимо участие по крайней мере трех волн. Одна из этих волн —волна накачки с частотой (О3, другая — слабая волна сигнала (если речь идет о параметрическом усилении) с частотой СО1 и третья — волна разностной частоты со., — так называемая холостая волна. Для этих трех волн должно выполняться соотношение [c.99]

Параметрическое усиление служит физической основой для создания параметрических генераторов света. Принципиальная схема такого генератора показана на рис. 41.13. В резонатор, образованный плоскими зеркалами М.. и М< , помещается нелинейный кристалл К, вырезанный таким образом, что для волн, распространяющихся перпендикулярно зеркалам, выпoлня pт я векторные условия синфазности + А = либо к + к -- к. Для возбуждения параметрической генерации применяется излучение второй (или третьей) гармоники рубинового или неодимового [c.852]

Направленность антистоксова рассеяния (см. рис. 41.14) объясняется фазовыми соотношениями между волнами, испускаемыми диполями pas, рэсположенными в различных точках рассеивающей среды, т. е. представляет собой интерференционный эффект, аналогичный эффектам, рассмотренным на примерах излучения лазера (см. 222), генерации гармоник (см. 236) и параметрической люминесценции и усиления (см. 238). Как и любой интерференционный эффект, результат сложения вторичных антистоксовых волн зависит от геометрических условий опыта. Примем, что усиление на толщине d рассеивающего слоя велико ( jd 1, это необходимо для наблюдения ВКР). Пусть, кроме того, радиус возбуждающего пучка а меньше радиуса зоны Френеля с номером, равным as[c.858]

С помощью параметрического воздействия можно влиять на вынужденные колебания в колебательном контуре. В частности, при параметрической регенерации реализуется работа системы либо в качестве гшраметрического усилителя, либо в качестве параметрического генератора, что определяется соотношением между омическим R и отрицательным R- сопротивлениями. При параметрическом усилении R > R., при параметрическом возбуждении (генерации) [c.145]

В иараметрич. устройствах радиодиапазона Н. осуществляет периодич. изменение величины ёмкости или индуктивности колебат. контура или резонатора. Если ёмкость конденсатора уменьшается в те моменты, когда заряд на нём максимален, и вновь увеличивается, когда заряд отсутствует, то энергия, накопленная в контуре, периодически увеличивается за счёт Н, В рассмотренном простейшем случае частота воздействия Н. вдвое превышает собств. частоту контура, на к-рой происходит усиление или генерация. Этот эффект наз. параметрит, усилением и используется в усилителях и генераторах радиодиапазона (см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний). [c.240]

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]

Частично вырожденное четырехволновое смешение ( oi =012) приводит к переносу энергии из волны накачки в две волны с частотами, смешенными от частоты накачки oi в стоксову и антистоксову области на величину П ., даваемую выражением (10.1.10). Если в световод вводится только излучение накачки и выполняется условие согласования фаз, то генерация стоксовой и антистоксовой волн с частотами СО3 и может инициироваться шумами подобно тому, как это происходит при ВКР и ВРМБ. С другой стороны, если в световод вместе с накачкой вводится слабый сигнал частоты oj, то он усиливается, причем одновременно генерируется новая волна частоты СО4. Этот процесс называют параметрическим усилением. В данном разделе выводится выражение для параметрического усиления. причем рассматривается нелинейное взаимодействие четырех волн. Рассматривается общий случай ( oi Ф oj). [c.284]

Параметрическое усиление можно использовать для создания лазеров, помещая световод в резонатор Фабри-Перо. Такой четырехфотонный волоконный лазер недавно был продемонстрирован в эксперименте [36]. При накачке импульсами длительностью 100 пс на длине волны 1,06 мкм от Nd ИАГ-лазера с модуляцией добротности и синхронизацией мод на выходе волоконного четырехфотонного лазера наблюдались импульсы длительностью 65 пс на длине волны 1,15 мкм. Длина резонатора подстраивалась таким образом, чтобы накачка была синхронной. Ширина спектра генерации составляла 100 ГГц в соответствии с формулой (10.4.7). [c.306]

Рис. 1.10. Параметрическое усиление сигнального пучка и генерация пучка с обращенным фронтом по схеме встречного четырехпучкового взаимодействия

Рис. 1.10. <a href="/info/172537">Параметрическое усиление</a> сигнального пучка и генерация пучка с обращенным фронтом по схеме встречного четырехпучкового взаимодействия

В доступной форме и в то же время с полной математической строгостью в книге рассмотрены наиболее важные нелинейнооптические эффекты генерация высших гармоник и суммарных и разностных частот, оптический эффект Керра, самофокусировка и самоканали-зация световых лучей, вынужденное и обращенное комбинационное рассеяние, вынужденное рассеяние Брил-люэна, параметрическое усиление волн и многие другие. Большое достоинство книги заключается в том, что основные положения теории излагаются в непосредственной связи с соответствующими экспериментами, а описываемые эффекты иллюстрируются конкретными оптическими схемами и численными примерами. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...