Нелинейная оптика

1. История формирования нелинейной оптики
2. Причины нелинейных оптических эффектов
3. Роль мощности световых лучей в нелинейной оптике

Посреди большого количества современных научно-технических способностей, которые открылись после создания лазерных устройств, основную роль сегодня играют научные ориентиры изучения, возникшие непосредственно в оптике. Одной из важнейших стадий считается исследование, которое определяет, насколько характеристики оптических эффектов зависят от мощности лучей света в различных окружениях. Данные опыты стали основой для возникновения любопытного раздела физики – нелинейная оптика.

Сегодня с нелинейной оптикой связывают некоторое количество материальных явлений, которыми считаются процессы с преобразованием частот:

• Генерация второй гармоники. Она является поляризацией светового луча с двойной частотой и сниженной в два раз длиной волны;
• Суммирование всех частот света. А именно, генерация светового луча с частотой, приравненной к сумме показателей двух иных отображенных световых волн;
• Генерация третьей гармоники. В частности, генерация светового луча с тройной частотой. Как правило, данная генерация отмечается соединением двух прежних явлений: первоначально осуществляется увеличение частоты в два раза, а далее суммирование частот первичной световой волны и волны с двукратной частотой;
• Генерация разносной частоты. А именно, генерация световой волны с частотой, которая приравнивается разнице значений частот двух иных волн света.
• Параметрическое увеличение входящей световой волны с участием световой волны накачки с большей частотой, с совместным образованием холостой световой волны;
• Параметрическая осцилляция. Осуществляется генерирование светосигнальной и холостой волны, применяя параметрическое усиление в резонаторе;
• Параметрическое генерирование световой волны. Оно схоже с параметрической осцилляцией, но резонатор нет. На место резонатор применяется сильный усилитель световой волны;
• Спонтанная рассеянность световой волны. Осуществляется снижение частоты световой волны при ее преодолении нелинейное оптическое кристаллическое вещество;
• Электрооптическая поляризация (оптическое выпрямление). Это явление генерирования постоянного электрического поля при преодолении световой волной через вещество;
• Четырех волновое взаимное воздействие;
• Само индуцированная прозрачность. Это процесс быстрого снижения потерь энергетического потенциала при преодолении ультракоротких монохроматических пульсаций излучения через резонирующую область.

Практически для продвижения вышеуказанных явлений зачастую используют выходной пучок лазерного поглощения, устанавливающий нелинейное оптическое кристаллическое вещество, которое ориентировано четко определенным образом.

Данные компоненты обладают всеми требуемыми характеристиками и параметрами, которые удовлетворяют условию синхронизма при помощи собственной симметрии. В том числе, они обладают довольно большой прозрачностью и устойчивостью к лазерному излучению большой мощности.

История формирования нелинейной оптики

Рассвет нынешней стадии в формировании нелинейной оптики напрямую взаимосвязан с созданием лазерного оборудования, которое открыло уникальный шанс исследования и использования нелинейных процессов в реальности, фактически во всех сферах прикладной оптики и физики. С появлением лазерных устройств оптика обрела требуемые источники согласованного поглощения высокой интенсивности.

Благодаря импульсному лазерному оборудованию возможно осуществить получение точных показателей интенсивности световой луча. Помимо того, возможно получить точное понимание о том, что законы линейной оптики являются довольно приблизительными и эффективны исключительно для незначительных полей света, были и до возникновения лазерных устройств.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

В XX столетии ученые осуществили опыты для выявления новых, нелинейных процессов. Таким образом, возможно отметить следующие ключевые годы в формировании нелинейной оптики:

1. В 1923 году было осуществлено обнаружение поглощенности луча света стеклом на основе урана с повышением мощности светового потока. Данное явление поясняется тем, что, чем сильнее электромагнитном поле, тем большая доля атомов находится в возбуждаемом положении и уже не в состоянии осуществлять поглощение светового луча.
2. В 1961 году исследователи из Соединенных Штатов Америки осуществили открытие явления увеличения в два раза частоты вектора света в кристаллических веществах – генерацию 2-й гармоники. А в 1962 году осуществлялось наблюдение неожиданное увеличение частоты преломления светового луча в три раза. А в 1963 году пояснялось комбинированное и принудительное рассеяние светового луча. Это стало прекрасным импульсом к изучению рассеяния иных типов.
3. В 1965 году была открыта самостоятельная фокусировка лучей света. В то же время, интенсивный световой пучок, осуществляя распространение в конкретной среде, в большинстве ситуаций не образовывает дифракционную расходимость, а лишь самостоятельно осуществляет сжатие. При этом образуются параметрические генераторы световых волн, в которых оптические нелинейные явления обширно используются для генерации согласованного излучения, от части трансформируемого в стабильном диапазоне волновых длин.

Причины нелинейных оптических эффектов

Нелинейные явления молекулярного либо атомного осциллятора на сильное поле света являются достаточно расширенной причиной нелинейных оптических эффектов. Присутствуют также иные материальные обстоятельства, к примеру, неожиданное преобразование параметров преломления света возможно обусловлено нагреванием среды интенсивным лазерным излучением.

В большом количестве ситуаций существенным является, в том числе, процесс электрострикции (сжимание пространства в поле света). Данные явления преобразовывают плотность среды, что обладает возможностью приведения к внезапному генерированию звуковой волны. С тепловыми явлениями напрямую взаимосвязана дефокусирование луча света.

Есть смысл заметить, что для атомов благодаря методикам квантовой механики можно произвести расчет нелинейных приблизительных чувствительностей любого уровня. Их дисперсия имеет непростой вид, поскольку все резонансы проявляются при неполном соответствии с некоторой схемой активно перемещающихся компонентов. В слабых лазерных полях равенство итогов опыта и теории является довольно неплохим.

Разработана и преуспевает феноменологическая теория, которая позволила исследователям обрести количественные итоги, в большом количестве ситуаций отлично сочетающиеся с опытом, и предоставившая возможность придать верную направленность на пути поиска очередных нелинейно-оптических материалов, что указывает на довольно большую материальную информативность нелинейных характеристик всех веществ.

Роль мощности световых лучей в нелинейной оптике

В преобладающем большинстве оптических нелинейных явлений амплитуда волны света не воздействует на всеобщий вид этого процесса. Следовательно, количественные и качественные итоги исследовательских опытов, осуществляемых с лазерными световыми источниками, находятся вне зависимости от мощности лучей света.

Такие оптические характеристики среды, как параметр преломления, параметр поглощенности и рассеянности, указаны в справочной литературе по физике без определения того, при какой реально мощности световой волны производилось их измерение. Понятно, что для ученого, который осуществляет различные эксперименты, мощность источника световой волны является довольно значимой, поскольку данная мощность поясняет нужные условия к чувствительности применяемого специализируемого оборудования.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Бесчисленные опыты в сфере физической оптики, проводимые с использованием мощного лазерного оборудования, в результате указали, что если установить всеобщий закон, который имеет взаимоотношения к зависимости оптических явлений от мощности световых лучей, тогда данная гипотеза обязана быть полностью альтернативной.

Экспериментальные опыты с пучками света, интенсивность которых доходит до 1010 ватт на сантиметр квадратный, показали, что присутствует довольно большая количественная и качественная зависимость природы оптических нелинейных явлений от мощности излучения световой волны. В то же время, есть смысл заметить, что говорится о достаточно «грубых» процессах, способных кардинально изменять действия пучков света.