Генерация второй гармоники и суммарных частот

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]

Генерация второй гармоники и суммарных частот [c.111]

К настоящему времени накоплен большой опыт в использовании нерезонансных нелинейно-оптических процессов, описываемых тензорами квадратичной и кубической нелинейных восприимчивостей, для диагностики поверхности среды. В основном это процессы генерации второй и третьей гармоник и суммарной частоты при отражении. [c.229]

Переменное поле частотой со] модулирует показатель преломления и для самого себя, что приводит к генерации второй гармоники 2(01. То же самое происходит и с волной частотой 2. Однако нелинейные добавки к показателю преломления настолько малы, что их можно обнаружить только тогда, когда электрическое поле сравнимо с величиной межатомных полей. Поэтому вторую гармонику на частоте 2 г можно наблюдать только в том случае, если напряженность поля на частоте 2 весьма высока. Вместе с тем волны с суммарной 1-1- 2 и разностной 1 — 2 частотами будут генерироваться даже тогда, когда излучение на частоте 2 имеет низкую интенсивность, если только интенсивность излучения с частотой I достаточно высока. [c.306]

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]

При одновременном проходе через нелинейный оптический кристалл двух световых импульсов с частотами oi и d2 образуются импульсы с суммарной или разностной частотами oi 0)2 аналогично тому, как это имеет место при генерации второй гармоники. [c.284]

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]

В начале настоящего раздела мы ограничились установлением свойств вероятностей переходов в случае резонанса энергий. Однако возможны более общие применения. По аналогии с тем, как это было сделано для двухфотонного поглощения или для двухфотонной эмиссии, можно построить операторы взаимодействия для других специальных процессов второго и более высоких порядков. Это верно также и для процессов, в которых не происходит резонансного обмена с атомной системой, а имеет место только перекачка энергии между различными модами поля излучения. Примером может служить оператор взаимодействия для когерентного образования суммарных частот (в частности, для генерации второй гармоники). [c.197]

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]

Генерация вторых гармоник, суммарной и разностной частот [c.728]

Остановимся теперь на генерации волн с суммарной и разностной частотами. Природа этого явления в точности такая же, что и генерация второй гармоники. Поэтому достаточно только указать, в чем состоит явление. Если на нелинейную среду направить два мощных пучка света с различными частотами oj и Wa, то из нее будет выходить свет не только с первоначальными частотами со и соз и их гармониками 2 i)i и 2щ, но и свет с суммарной со + и Разностной ti>i — U2 частотами. Подобными методами генерации волн разных частот удается далеко проникнуть в инфракрасную и ультрафиолетовую области спектра. Например, удалось получить ультрафиолетовое излучение с длиной волны нм. [c.732]

Частным случаем процесса смешения частот является вырожденное взаимодействие, когда частоты обеих падающих волн равны. В этом случае частота выходной волны в два раза больше частоты входной волны, и такое взаимодействие называется генерацией второй гармоники. Чтобы получить уравнения, связывающие амплитуды взаимодействующих волн в этом частном случае, нельзя просто положить 0)1 = 0)2 в уравнениях (2.39), поскольку тогда мы получим поляризацию на частоте 2о) в два раза большую, чем это есть на самом деле. Так получается потому, что суммарная частота возникает из двух членов 0)1+0)2 и 0)2 + 0)1, в то время как вторая гармоника возникает лишь за счет члена с частотой о)1+о)ь взятого один раз. Возвращаясь к выражению для нелинейной поляризации (2.17) и повторяя процедуру, использованную при анализе генерации суммарной [c.66]

Более общий случай генерации суммарной частоты до последнего времени привлекал значительно меньше внимания исследователей. По-видимому, единственным приложением этого процесса, используемым в аппаратуре, выпускаемой промышленностью, является генерация целого ряда новых спектральных линий путем комбинирования частот лазера, его второй гармоники и излучения параметрического генератора с помощью приставок, подобных тем, которые применяются фирмой Хроматике ) в их источнике типа лазер-удвоитель ча-стоты-параметрический генератор . Путем образования суммарных частот различных комбинаций линий от этого источника указанная система позволяет сплошь перекрыть когерентным перестраиваемым излучением спектральный диапазон от 2500 А до более чем 3 мкм. [c.154]

Генерация излучения на суммарных или разностных частотах будет осуществляться, естественно, при выполнении условия волнового синхронизма. Например, для волны с суммарной частотой "= 1- - 2 и волновым числом к" условием волнового синхронизма будет соотношение г 1= 1/ 1 = 7 "= ( 1- - 2)//г". Отсюда /г" = = %1 (1-1-Й2/ ]). Если 2<С 1, то произойдет преобразование низкочастотного излучения 2 в высокочастотное " = 1-Ь 2. Если 1 2, будет генерироваться вторая гармоника 2 ь [c.307]

Используемые на практике устройства для получения излучения на частоте третьей гармонике используют каскадные процессы. Обычно они состоят из двух нелинейных кристаллов, обладающих квадратичной нелинейностью, установленных один за другим. В первом кристалле выполнено условие синхронизма для процесса ГВГ со + со = 2со, во втором — для процесса генерации суммарной частоты со + 2со = Зсо (используются не-преобразованное в первом кристалле излучение на основной частоте и полученное в первом кристалле излучение второй гармоники). [c.211]

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]

Таким образом, сложение и вычитание частот невозможно в среде с центром инверсии, например в изотропной среде, состоящей из оптически неактивных молекул. Однако при наложении постоянного электртческого поля генерация второй гармоники становится возможной благодаря уничтожению инверсионной симмет1 1и (можно объяснить эту генерацию наличием не равной нулю компоненты Х, / (см. разд. 1.5)). Генерация суммарной и разностной частот возможна в растворе оптически активных молекул (см. разд. 1.4) [31, 32]. [c.13]

Перейдем к анализу вклада спонтанных процессов. При преобразовании с генерацией суммарной, а не разностной частоты спонтанное излучение на частоте Os в первом порядке теории возмущений по нелинейности отсутствует. Во втором порядке имеются три процесса, дающие шумовой вклад в излучение частоты S. Это, во-первых, спонтанный параметрический распад накачки не в синхронизме Шр-> (Oir-Ь ( >р — ir) с последующим преобразованием сОр + ir Юз в синхронизме во-вторых, это генерация накачкой второй гармоники Юр + Юр 2 р не в синхронизме и спонтанный распад излучения 2сОр 2о)рОз-f--1-(2сОр — Os) третий процесс — четырехфотонный распад накачки Юр + Юр 3 + (2юр — Юа). При малой расходимости накачки вклад этого процесса мал по сравнению с двумя первыми [20]. Во втором из двух остающихся процессов оба этапа идут при сильном нарушении условий синхронизма, в то время как в первом на одном из этапов — сложении частот — условия синхронизма выполнены. Он и дает основной вклад в шумовой сигнал. [c.129]

Мы уже установили выше, что квадратичная по полю нелинейная поляризация, описываемая нелинейной оптической восприимчивостью 2-го порядка ответственна за процессы генерации суммарной ((0 = 0 + С02) и разностной (со = oi - 02) частот, генерации второй оптической гармоники (со = 2 oi), оптического выпрямления (О - oi — 02). Эта же восприимчивость описывает линейный электрооптический эффект в постоянном поле, или эффект Поккельса (со = О + со), и процессы параметрического преобразования частоты (соз = oi + 02). [c.201]

Вычислите завишмость от расстояния, проходимого волнами в нелинейной q)eдe, интенатености второй оптической гармоники в синхронном и несинхронном режимах при наличии в нелинейной среде однофотонного поглощения на частоте второй гармоники с коэффициентом поглощения а (2со). Изменится ли качественно результат для случаев генерации третьей гармоники генерации разностной суммарной частоты одновременного наличия однофотонного поглощения на основной частоте [c.219]

Спектрообразование лазерного излучения в ВС осуш ествляется при многих нелинейных процессах в них каскадном и параметрическом вынужденных комбинационных рассеяниях (ВКР) четырехфотонных параметрических процессах (4ФПП) генерациях второй (ГВГ), третьей (ГТГ) и последуюш их гармоник излучения накачки возбуждении излучений суммарной частоты при двухчастотной накачке ВС и др. Уникальным свойством ВС является генерация в них — при одночастотной накачке — излучения суммарной частоты в виде фотонов с энергией, равной сумме энергий фотона накачки и фотона 1-го или после-дуюш их стоксовых компонентов ВКР. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...