Архипкин В.Г., Патрин Г.С. Лекции по оптике (2006) (1095916), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

под действиемэтой волны возникает модуляция показателя преломления, а следовательно, модуляция фазы второй волны. Известно, что спектр колебаний, имеющего несущуючастоту ω2 , фаза которого промодулирована с частотой ω0 , содержит компоненты сбоковыми частотами ω0 ∓ ω1 .Отметим, что частоту ω1 , а следовательно, ω2 = ω0 − ω1 можно изменять по желанию экспериментатора, тем самым осуществляя параметрическую генерацию света.Для получения параметрической генерации света достаточно в нелинейный кристалл направить волну накачки E0 .

Излучения E1,2 возникнут и усилятся из шумов.Такой источник света называют параметрическим генератором света (ПГС). Длятого чтобы не использовать длинный кристалл, его помещают в резонатор, которыйпредставляет собой, в простейшем случае, два плоских зеркало.

установленных параллельно. Слабое излучение с частотами ω1,2 существуют в резонаторе благодаряколебаниям осцилляторов, возбужденных тепловым движением.Схема ПГС приведена на Рис.15.4. Нелинейный кристалл помещается внутрирезонатора, образованного зеркалами M1,2 . Он ориентируется таким образом, чтобыдля волны E0 , а для некоторых волн E1,2 , распространяющихся вдоль оси резонатораперпендикулярно поверхности зеркал M1,2 , частоты которых удовлетворяют условиюрезонанса (15.7), выполнялось условие фазового согласования (15.9).

В этом случае возникает усиление первоначально слабого спонтанного излучения на частотахω1,2 . Если, при достаточно мощной волне накачки, усиление волн E1,2 превосходитпотери за один проход в резонаторе, происходит параметрическая генерация. Меняяориентацию кристалла, условие фазового согласования выполняется для другой парычастот, и таким образом, происходит плавная перестройка частоты.Отметим, что условие ω0 = ω1 + ω2 эквивалентно ~ω0 = ~ω1 + ~ω2 (~ — постоянная Планка). Так как ~ω — энергия фотона, то последнее условие отражает закон163сохранения энергии. Условие 15.9 можно переписать в виде ~k1 + ~k2 = ~k0 , котороеможно трактовать как сохранение импульса для фотонов в среде.В заключение подчеркнем роль когерентности света в нелинейно-оптических процессах, которая, как правило, имеют место при использовании именно лазерного излучения. Высокая концентрация мощности, требуемая для проявления нелинейных свойств среды, возможна лишь при условии достаточно высокой пространственной когерентности излучения.

В этом смысле все нелинейно-оптические процессы требуют использования когерентного света. Но для эффективной генерациивторой гармоники и подобных ей процессов световая волна накачки должна не только быть пространственно когерентной, но и иметь высокую временную когерентность. Последнее обусловлено чувствительностью волнового согласования к выборунаправлению распространения и частот взаимодействующих волн. Исследования показывают существенную зависимость рассмотренных нелинейных процессов от степени когерентности оптического излучения.164.

Характеристики

Список файлов лекций