главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
   
Главная / Оптика / Законы оптики и оптические эффекты / Нелинейная оптика / Классификация нелинейных оптических эффектов
 
 
Оптика /
  Тысячелетняя история развития оптики
  Природа света. Свойства электромагнитного излучения
  Законы оптики и оптические эффекты
  Основные законы оптики
  Геометрическая оптика
  Волновая оптика
  Квантовая оптика
  Нелинейная оптика
  Теория голографического строения вселенной
  Распространение света в оптически неоднородных средах
  Компоненты оптических схем
  Оптические материалы
  Оптические системы
  Свет и энергетика
  Зрение
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры
Лазерные системы
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Классификация нелинейных оптических эффектов

Перевод Юлии Тельной

Наиболее важными из нелинейных оптических эффектов являются:

  • параметрические нелинейности, возникающие в кристаллических материалах с нелинейностью χ (2), которые порождают такие эффекты, как удвоение частоты, генерацию суммарной и разностной частот и параметрическое усиление;
  • параметрические нелинейности, связанные с нелинейностью χ (3). Эффект Керра увеличивает показатель преломления на величину, пропорциональную интенсивности. Это приводит к таким эффектам, как самофокусировка, фазовая самомодуляция, перекрестная фазовая модуляция и четырёхволновое смешивание;
  • спонтанное и вынужденное комбинационное (рамановское) рассеяние – это взаимодействие света с оптическими фононами;
  • спонтанное и вынужденное рассеяние Мандельштама - Бриллюэна – это взаимодействие света с акустическими фононами и обычно с участием распространяющихся в противоположном направлении волн. Рамановское рассеяние и бриллюэновское рассеяние связаны с нелинейным откликом третьего порядка;
  • двухфотонное поглощение – это процесс, при котором два фотона одновременно поглощаются, что приводит к возбуждению состояния, для перехода в которое энергии одного фотона будет недостаточно. Эффективность этого процесса связана с мнимой частью тензора χ (3), и обычно больше для полупроводниковых сред с малой шириной запрещенной зоны.

     

Cуществуют и другие эффекты, не связанные непосредственно с оптическими нелинейностями, но влияющие на оптические явления:

  • Насыщение усиления, происходящее в лазерах и усилителях. Нелинейные потери в насыщаемом поглотителе, например, SESAM (semiconductor saturable absorber mirror), использующемся для пассивной синхронизации мод и модуляции добротности.
  • Фоторефрактивные эффекты наблюдаются в некоторых сегнетоэлектрических (ферроэлектрических) кристаллах, таких как LiNbO3. Они используются, например, для голографического хранения данных, но могут оказаться вредными для нелинейного преобразования частоты.
  • Существуют различные эффекты, связанные с нагревом: возникновение тепловых линз в лазерной усиливающей среде или тепловая расстройка оптических резонаторов.

 

В оптических волокнах из-за малой площади моды очень большая длина взаимодействия в сочетании с высокой интенсивностью. Поэтому нелинейности играют большую роль в волоконной оптике. В частности, эффекты, связанные с нелинейностью χ(3) - эффект Керра, комбинационное рассеяние, рассеяние Бриллюэна – часто играют важную роль, несмотря на относительно небольшую собственную нелинейность кварца.
Они либо выступают в качестве полезных эффектов для достижения определенных задач (например, сжатия импульса),
либо представляют собой ограничивающие факторы в мощных волоконных лазерах и усилителях.

Как правило, интенсивность нелинейных эффектов зависит от пиковой мощности. Но бывают случаи, когда сильные эффекты возникают при мощностях, меньших пиковых.
 

Сильные нелинейные эффекты также наблюдаются при интенсивностях, достаточных для ионизации среды. Это может привести к оптическому пробою, вполне возможно даже связанному с разрушением материала. Чрезвычайно высокая оптическая интенсивность в газах может привести, например, к генерации гармоник высшего порядка.

По материалам интернет-энциклопедии www.rp-photonics.com

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru