Трехфотонное параметрическое рассеяние

Описанное явление, обнаруженное в 1967 г., называется параметрической люминесценцией или спонтанным трехфотонным параметрическим рассеянием света. [c.852]

Трехфотонное параметрическое рассеяние. Первая численная оценка интенсивности трехфотонного ПР в пьезокристаллах ( 1.1), сделанная автором в 1967 г. [44], дала неожиданно большую величину с эффективной температурой — 10 К (см. (1.1.13)) даже при накачке мощностью 1 Вт, и было непонятно, почему эффект не был замечен раньше в экспериментах по вычитанию частоты и по параметрическому усилению. В результате экспериментаторы, к которым обращался автор, не верили в реальность этих таинственных квантовых шумов, и они были обнаружены в Московском университете [45] случайно в ходе экспериментов с параметрическим генератором света. В том же 1967 г. ПР было [c.39]

Общие замечания. Параметрическая генерация света (как и параметрическое рассеяние света) в первом порядке описывается когерентными трехфотонными процессами при рассмотрении этих процессов следует использовать оператор взаимодействия hi в третьем приближении метода возмущений. Предположим, что рассматривается процесс, [c.280]

Кроме явлений параметрического рассеяния и двухфотонного распада, наблюдавшихся уже в лазерную эпоху оптики, бифотоны должны излучаться также и при давно известном спонтанном комбинационном рассеянии света. Как будет показано в этой книге, антистоксовы фотоны при низких температурах рассеивающего вещества излучаются лишь в паре со стоксовыми. К этому эффекту непосредственно примыкает четырехфотонное или гиперпараметрическое рассеяние, оптичающееся от трехфотонного параметрического рассеяния участием в элементарном акте двух фотонов накачки. Мы рассмотрим также некоторые особенности эффекта рассеяния света на поляритонах, занимающего промежуточное положение между параметрическим рассеянием и комбинационным рассеянием на колебаниях ионов в решетке кристалла. Эти колебания сопровождаются колебаниями электромагнитного поля внутри кристалла. Поляритон — это квант макроскопического (усредненного) поля, т. е. фотон в среде, и поэтому рассеяние света на поляритонах, а также трех- и четырехфотонное параметрическое рассеяние, естественно называть рассеянием света на свете в веществе (последнее дополнение отличает его от рассеяния света на свете в вакууме — чрезвычайно слабом и еще не наблюдавшемся эффекте релятивистской квантовой электродинамики). [c.9]

Рассматриваемые в книге эффекты заслуживают изучения не только в качестве неких экзотических проявлений квантового характера света и нелинейности вещества. Они ун е нашли 4)яд полезных применений. Параметрическое рассеяние является о но-вой нового спектроскопического метода измерения линейных и нелинейных оптических параметров кристаллов. При мощной импульсной накачке оно переходит в достаточно интенсивную параметрическую сверхлюминесценцию, которая служит источником плавно перестраиваемых по частоте коротких (до 10 с) импульсов света. Заметим, что интенсивность спонтанного трехфотонного параметрического рассеяния пропорциональна интенсивности накачки, и поэтому ее наблюдение возможно и с помощью нелазерных источников накачки, в отличие от четырехфотонного рассеяния, пропорционального квадрату накачки, и от параметрической сверхлюминесценции, по определению зависящей от накачки сверхлинейно (экспоненциально). [c.10]

Многофотонные явления. Выше мы рассмотрели лишь некоторые нелинейные оптические явления, обусловленные соответствую-ш,ими нелинейными коэффициентами восприимчивостей. Однако этим не исчерпываются явления, к которым приводят коэффициенты разложения х и т. д. В частности, нелинейная поляризуемость первого порядка приводит к трехфотонному, — к четырехфотонному параметрическим рассеяниям света, и — к эфг11екту параметрического усиления света и т. д. Нелинейные восприимчивости более высоких порядков тоже приводят к соот-ветствуюш,им нелинейным эффектам. [c.394]

Параметрическое рассеяние света имеет еще одну особенность — оно наблюдается лишь в кристаллах, не имеющих центра симметрии (пьезокристаллы). Это связано с тем, что трехфотонные (один падаю-щи11 и два рассеянных) взаимодействия описываются нелинейной восприимчивостью третьего порядка, а восприимчивости нечетных порядков равны нулю в центросимметричных средах. Однако в центросимметричных средах (к которым относятся и жидкости) наблюдается четырехфотонное параметрическое рассеяние , при котором два фотона накачки превращаются в пару фотонов с другими частотами и направлениями распространения [c.412]

Статистика каскадного ГПР. Каскадные трехфотонные параметрические процессы приводят к статистическому перемешиванию состояний а-, 8- и г-мод выходного поля. В приближении классической накачки преобразование статистики падающего поля кристаллом линейно, и поэтому гауссова статистика переходит в квазигауссову (как и при однокаскадном ПР — см. 6.5). Нетрудно выразить соответствующую х-функцию через матрицу рассеяния и п (см. [133]). Поскольку г — а-взаимодействие связывает лишь моды с одинаковым знаком частоты, то взаимная статистика а- и -мод будет оставаться гауссовой. В то же время — г- и 5 — а-статистики становятся квазигауссовыми, и в случае вакуумного падающего поля и слабой накачки имеет место корреляция фотонов , отличающаяся от корреляции интенсивностей отсутствием случайных совпадений [c.231]

В большинстве случаев вещество — газы, жидкости, стекла, щентросимметричные кристаллы — не имеет выделенного поляр-лого направления, поэтому макроскопическая квадратичная поляризуемость равна нулю и трехфотонные эффекты, включая параметрическое (ПР) и поляритонное (РП) рассеяние, невозможны или имеют ничтожную величину (за счет магнитных взаимодействий). Однако в следующем порядке теории возмущения по амплитуде лакачкй появляются четырехфотонные эффекты, которые феноменологически описываются кубической поляризуемостью Эта величина связывает четыре полярных вектора и является тензором четвертого ранга, на существование которого симметрия среды не накладывает общих запретов. [c.33]

Эту задачу также можно решать с учетом всех степеней Яр При этом опять можно иденти( )ицировать основные физические Процессы —параметрические и комбинационные. В полуклассической теории комбинационные процессы описываются нелинейными комплексными восприимчивостями, которые четко отличаются от восприимчивостей для параметрических процессов. Квантовый процесс, которому соответствует параметрическая восприимчивость (3.16), представлен на фиг. 1,г. Атомная система чисто реактивна и не совершает действительного перехода на уровень с другой энергией. Хотя параметрический процесс изображается как трехфотонное рассеяние, он описывается более низким приближением теории возмущения по сравнению с комбинационным процессом. Причина этого состоит в том, что это когерентный дисперсионный эффект, а не процесс некогереатного рассеяния. (В последнем случае вероятность перехода пропорциональна квадрату матричного элемента, так что фазовая информация теряется.) Аналогично линейная дисперсия соответствует когерентному рассеянию. Хотя последнее часто представляют как процесс рассеяния, в котором первичный и вторичный фотоны имеют одинаковую частоту, оно появляется в том же порядке теории возмущения для матрицы плотности, что и однофотонный поглощательный процесс. Строго говоря, некорректно представлять линейную дисперсионную поляризацию [c.404]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...